四角切圆锅炉炉内燃烧数值模拟

为了研究不同负荷下炉内燃烧及污染物排放情况,基于Fluent软件对某台350MW四角切圆燃烧锅炉进行数值模拟,分析随着锅炉负荷的变化,炉内的流场、温度场、组分分布及污染物NO_x质量浓度分布。结果表明:炉内切圆明显,整个炉膛空间存在螺旋上升的流场;燃烧器区域温度最高,炉内温度随着炉膛高度增加而降低;随着负荷降低,炉内温度水平降低,30%额定负荷工况时炉内温度水平偏低,需要考虑炉内煤粉的引燃和稳燃问题;组分场分布与温度场有很大关系,高温区对应高CO浓度场和低CO_2浓度场;在炉膛高温区大量生成热力型NO_x,随着锅炉负荷降低,炉膛出口NO_x质量浓度逐渐降低。     

燃尽风风率对四角切圆锅炉燃烧及排放特性的影响

针对某300 MW电厂四角切圆锅炉不同SOFA风率(15%、20%、25%)对燃烧及排放特性展开了数值模拟研究。数值模拟的结果与现场实际情况吻合比较好。实验结果表明:随着SOFA风率的增加,炉膛出口处的CO浓度和飞灰含碳量逐渐上升,而NOx排放浓度逐渐下降;考虑经济性与排放要求,SOFA风风率20%能达到高效低NOx的目的。     

四角切圆锅炉变CCOFA与SOFA配比下燃烧特性数值模拟

针对某电厂660 MW四角切圆煤粉锅炉NOx排放高的问题,进行了增加分离燃尽风(separated overfire air,SOFA)的低氮改造。利用ANSYS FLUENT14.0软件进行了低氮改造后不同紧凑燃尽风(close-coupled overfire air,CCOFA)与SOFA配比下燃烧特性的数值模拟,研究了炉膛速度场、温度场、组分场和污染物分布的规律。主要结论如下:第一,炉内最高温度出现在CCOFA与SOFA配比为64∶112(风量单位为kg/s,下同)。第二,CCOFA与SOFA配比为64∶112时,炉膛出口温度最高,为1 537.2 K;当CCOFA与SOFA配比为56∶120时,炉膛出口温度最低,为1 511.1 K。第三,随着SOFA风量减小,炉膛出口NOx的质量浓度逐渐降低,在CCOFA与SOFA配比为64∶112时,炉膛出口NOx的质量浓度达到最小值为221.75 mg/m3(标准状况下),建议在实际运行中维持CCOFA与SOFA配比为64∶112。     

200MW四角切圆燃烧锅炉改造工况数值模拟

煤粉再燃是降低NOx排放的一项新技术。利用CFD软件平台，采用数值模拟方法对某电厂200MW四角切圆燃烧锅炉改造前后炉内燃烧状况进行研究。改造方案1采用空气分级，方案2在1基础上，增加细粉再燃。计算结果表明：改造后在最上面一层一次风喷口的高度区域，温度骤然下降，而CO浓度很高，形成一个相对低氧，低温的还原性气氛区域。再燃降低NOx48．9％左右。改造后煤粉燃尽率下降且燃尽所需时间也增加，降低了电厂的经济性。煤粉颗粒在炉内运动具有很大随机性，停留时间差异很大。平均而言，煤粉喷入高度越高，停留时间也越短。     

600MW四角切圆燃烧锅炉富氧燃烧的数值模拟

为了研究煤粉锅炉的传热特性,控制燃煤污染物排放,阐述了600 MW四角切圆煤粉锅炉炉内的流动、传热与燃烧过程的数值模拟方法,通过Gambit软件建立炉膛的三维结构及网格生成,在FLUENT软件中选择合理的数学模型,分别进行了空气气氛和富氧气氛下炉内煤粉燃烧的数值模拟过程。模拟结果表明:O2/CO2气氛下,CO2具有较高的比热容,炉膛内烟气的蓄热能力及着火热增加,炉膛整体温度下降,火焰中心上移;随着氧气浓度的提高,煤粉的燃烧得到强化,炉内温度升高,炉内高温区变大,火焰中心逐渐下移,有利于煤粉的着火和燃烧。     

燃尽风竖直摆角对四角切圆锅炉燃烧及排放特性的影响

对某300 MW电厂四角切圆锅炉在不同竖直摆角(0°、-5°、-10°)下炉内流动、燃烧及排放特性展开了数值模拟研究。数值模拟的结果与现场试验吻合比较好。实验结果表明:增加燃尽风下摆角度,可以在一定程度上使下炉膛产生的CO和未燃尽煤粉颗粒提前与燃尽风接触并混合,延长了其反应时间,这使得CO浓度、飞灰含碳量有所下降;但同时燃尽风下倾也减小了还原性气氛区域,不利于NO_x减排,导致NO_x有所增加。综合考虑燃烧经济性和脱硝成本,建议将燃尽风竖直摆角设置为-5°能达到高效低NO_x目的。     

基于数值模拟的四角切圆燃烧锅炉冷态试验

针对某170 t/h四角切圆燃烧锅炉在低负荷下燃用劣质煤种时发生熄火和严重结焦的情况,通过锅炉冷态试验,全面了解了各次风管特性及炉内切圆大小和位置等,据此可以判断炉内结焦原因及区域.在此基础上,通过对锅炉炉内燃烧过程的数值模拟,可方便有效地为锅炉在不同负荷下燃用不同煤种时提供最佳运行参数.实际应用表明,在燃用当前煤种条件下,该锅炉能够长期稳定运行在60％负荷左右,热效率达到91％以上,且无不正常灭火事故发生,结焦现象明显减轻.     

四角切圆锅炉在O_2/CO_2气氛下燃烧特性数值模拟

利用Fluent软件对330 MW机组四角切圆煤粉锅炉常规燃烧和富氧燃烧进行了数值模拟研究,对比分析了不同工况下炉膛中心温度、辐射力、O_2分布、CO浓度、NO_x浓度之间的差异。结果表明:在富氧燃烧时,当O_2体积分数为21%时,炉内的燃烧温度总体要低于常规空气气氛下的燃烧温度,即辐射力低于常规空气气氛,燃烧排放的CO_2浓度远远高于常规燃烧,NO_x生成量较常规燃烧也有一定程度降低;在富氧条件下,随着φ(O_2)/φ(CO_2)增加,炉内煤粉燃烧得到强化,燃烧速度加快,中心温度提高,辐射强度增大,NO_x生成量增多,烟气中CO_2浓度就越大,越易于收集利用。     

四角切圆燃烧锅炉炉内过程热态数值模拟

采用非预混燃烧模型,用标准κ-ε紊流模型模拟气相湍流运输,用P-1辐射模型计算辐射传热,对煤粉挥发分的释放采用了双匹配速率模型,对气相流场采用非错列网格的SIMPLE方法来求解,对固体颗粒相的求解则采用随机的颗粒轨道模型。采用Fluent6.1软件对四角切圆燃烧煤粉锅炉的炉内过程进行数值模拟,分析了炉膛内温度场、速度场和气相各组分的浓度场的分布规律,并对模拟结果进行分析与对比,计算结果呈现出与实际炉内过程定性上较好的一致性．为研究四角切圆燃烧锅炉炉内过程提供了参考。     

切圆方式对锅炉燃烧特性影响数值模拟

以某电厂四墙切圆燃烧锅炉为工程原型搭建模型,并在该锅炉模型基础上通过改变燃烧器组的位置,形成四角切圆燃烧方式的锅炉模型。通过数值模拟的方法研究了四墙切圆燃烧和四角切圆燃烧的炉内空气动力场、温度场及组分场,分析了2种不同切圆燃烧方式的燃烧特性和烟气成分分布特性,对燃烧稳定性、未燃尽度、温度偏差及污染排放等综合性能上进行了对比。结果表明,四墙切圆燃烧在气流组织的均匀性、未燃尽度、温度偏差及污染排放等综合性能优于四角切圆燃烧,可为切圆燃烧锅炉的选型提供参考。     

600 MW四角切圆锅炉分级燃烧数值模拟与试验研究

针对某电厂600 MW四角切圆锅炉炉膛出口NOx含量高的问题,采用了两级空气分级燃烧技术,并对燃烧特性进行模拟优化与现场试验.结果表明:两级空气分级对燃尽区氧量造成了明显的影响;对锅炉进行燃烧优化调整后,锅炉效率没有降低,飞灰和炉渣含碳量没有增加,烟气在炉膛上部可以较为均匀地混合.     

300 MW机组四角切圆燃烧锅炉NOx排放数值模拟

利用Fluent软件平台对温州电厂300 MW机组四角切圆燃烧锅炉炉内燃烧状况进行数值模拟,分析了炉膛温度场、速度场和气相组分浓度场的分布,并通过后处理方法计算了NOx的浓度分布.结果显示:数值模拟得到的炉膛燃烧状况基本符合四角切圆燃烧煤粉炉的实际运行情况;燃尽区的NO浓度不断增加,水平截面NO平均浓度最高值出现在OFA上部炉膛高度为30 m处;炉膛出口温度和NOx排放量的模拟计算结果与试验数据误差均在15％以内.     

四角切圆锅炉数值模拟伪扩散的探讨

对四角切圆锅炉数值模拟伪扩散产生的根源进行了探讨,并对目前国内一些较为典型的解决该类伪扩散的技巧和方法进行了较为全面的综述。结合所讨论的一些方法,对吉林热电厂1台670t/h四角切向锅炉燃烧器区的冷态空气动力场进行了数值模拟,模拟结果表明所采用的方法是可行的。     

300 MW四角切圆煤粉锅炉燃烧和NOx排放的数值模拟

运用国际上最先进的TASCFLOW软件平台与大型燃煤锅炉炉膛的数值模拟计算软件COALFIRE,对1台300MW四角切圆煤粉锅炉炉内流动、传热、燃烧及污染物的排放规律进行了数值模拟。结果表明:整个炉膛温度最高的地方出现在燃烧器区域;炉内各组分浓度分布与温度分布有密切的关系;炉膛出口氧量为6.4%左右;NOx的生成主要在炉膛的燃烧器区域,沿炉膛高度浓度逐渐减小。同时也得出了炉内壁面热负荷的分布规律。     

不同摆角下四墙切圆燃烧器的数值模拟

四角切圆燃烧方式在电厂中的应用很广泛,但是这种燃烧方式也有其自身的缺点:如燃烧器区域温度水平低,着火条件差,炉膛出口残余旋转大,水平烟道温度分布不均匀,容易产生热偏差和水冷壁的爆管等.因此近几年来四墙切圆燃烧方式具有很好的工程应用前景.以某电厂600MW超超临界四墙切圆直流摆动式燃烧器为工程原型建立模型,通过FLUENT数值计算软件,来用数值模拟的方法研究直流摆动式燃烧器在上下不同摆角下的燃烧特性与流动特性,根据数值模拟的结果分析其燃烧特性和流动特性,确定了四墙切圆燃烧方式的合理工况,为四墙切圆燃烧锅炉的运行提供了参考.     

不同配风方式下超临界墙式切圆锅炉燃烧特性的数值模拟分析

以华能营口电厂600 MW超临界墙式切圆燃烧锅炉为研究对象,采用计算流体力学仿真软件对在不同配风方式下锅炉炉膛内温度场和NO_x质量浓度进行数值模拟分析。数值模拟结果表明:在一、二次风正宝塔式配风方式下,炉内温度分布状况理想,下二次风托粉效果好,锅炉内燃烧充分且无贴壁燃烧现象;另外,一、二次风正宝塔式配风方式结合燃尽风、附加风风量的调整,可以有效降低炉内NO_x的生成量。以上结果对该类型锅炉运行、设计和改造具有指导价值。     

六角切圆锅炉炉内气流切圆特性的数值模拟研究

采用κ-ε双方程湍流模型和颗粒随机轨道模型，对六角切圆燃烧锅炉炉膛内的气流切圆特性进行数值模拟研究，并针对其存在的受热面结渣问题，通过改用一、二次风同心双切圆（CFS－1）的布置形式，与原始设计工况进行对比，寻求切实可行的解决工程实际问题的措施。     

电站锅炉四角切圆燃烧技术刍议

根据国内四角切圆燃烧的电站锅炉设计特点,从燃烧经济性、低负荷适应能力、降低ＮＯｘ排放水平、防止结渣和减轻炉膛出口烟温偏差方面进行了论述,对四角切圆燃烧技术的优缺点及今后的研究方向提出了的意见,并借鉴国外一些先进设计事例为我国电站锅炉的设计提供参考。     

墙式燃尽风水平摆角及风量偏置对四角切圆锅炉烟温偏差影响的模拟与试验研究

针对存在汽温偏差的某660 MW四角切圆锅炉,采用数值模拟与试验方法研究了墙式燃尽风水平摆角以及风量偏置对烟温偏差及燃烧特性的影响.模拟结果与现场实际情况吻合较好.模拟结果表明,左右墙燃尽风均等垂直送入炉内时,左侧烟气温度高于右侧,存在明显烟温偏差,现场实际运行中也表明存在明显汽温偏差.燃尽风顺时针与主气流反切送入炉内...