改善220t/h电站锅炉燃烧特性的试验研究

针对某热电厂220 t/h锅炉运行中结焦、燃烧不稳、熄火等问题,进行燃烧调整试验.调整后,各一次风管的风速趋于平衡,燃烧器出口温度和炉膛温度都有了一定程度的降低,炉内燃烧的空气动力场特性和火焰温度分布得到明显改善.燃烧调整试验较好地改善了炉内燃烧特性,有效地减少了锅炉结焦、结渣和熄火现象.     

工业锅炉炉膛出口空气动力特性的试验研究

本文根据工业锅炉燃烧特点及配风要求,以一台热效率比较高,环保指标比较好的1.4MW热水锅炉为基础,利用七孔探针测试了不同炉膛出口形状下的炉内空气动力场。测试结果表明:工业锅炉中,炉膛出口折焰墙形状对炉内空气动力场有较大影响。通过试验研究,提出了折焰墙尺寸的确定原则。这对于节约燃料,降低工业锅炉初始排尘浓度和烟气黑度,对于工业锅炉燃烧室的设计和改造具有较大实际意义。     

煤粉分级燃烧对炉内燃烧过程影响的试验研究

为了考察炉内燃烧过程的变化特性，研究了2.11 MW四角喷燃煤粉炉的煤粉分级燃烧效果.试验采用的锅炉燃料分级百分比为20%，二级燃烧区过量空气系数取0.95.一级燃烧区和燃尽区过量空气系数取1.10.结果表明, 与未进行分级燃烧的基础工况相比，煤粉分级燃烧试验炉二级燃烧区和炉膛出口温度增高，锅炉NOx排放体积比降低45%. CO、CO2和SO2在应用分级燃烧后的炉内变化复杂，但其排放体积比未发生较大改变，甚至略有下降. 分级燃烧使锅炉固体不完全燃烧损失(SICL)有一定程度增加, 该煤粉分级燃烧是一种清洁燃烧技术.     

四角切圆锅炉煤粉燃烧的数值模拟研究

采用Realizable k-ε湍流模型、随机颗粒轨道模型、EBU预混湍流燃烧模型、两步竞争反应的挥发分析出模型、扩散/动力碳颗粒燃烧模型和P-1辐射模型,对某电厂130 t/h四角切圆锅炉炉内的气固两相湍流流动、燃烧以及辐射传热等进行了数值研究,其中气相流场采用非交错网格的SIMPLE差分格式求解.研究结果表明,空气动力场与实验结果吻合的很好,颗粒轨迹符合实际运动状态,炉内温度分布与实际锅炉基本吻合,此研究为锅炉的高效率运行和改造提供了重要的指导意义.     

旋流燃烧锅炉炉内流场的数值研究

某电站2×600 MW机组锅炉采用了轴向旋流燃烧器,前后墙布置,对冲燃烧.为了更好地了解旋流燃烧锅炉的性能,采用数值模拟的方法对该锅炉炉膛内的流场进行了分析计算.结果表明:采用旋流燃烧器,在锅炉炉膛出口沿宽度的流场分布相对较均匀,仅在两侧速度稍大.另外停投不同层的燃烧器时,对炉内空气动力场及炉膛出口流场影响不大.     

600 MW超超临界墙式切圆锅炉炉内流动与燃烧特性研究

采用数值模拟与现场试验相结合的方法对某电厂600 MW超超临界墙式切圆锅炉的炉内燃料的流动和燃烧进行了研究,着重研究了其炉内空气动力场、温度场、组分场、颗粒轨迹以及壁面热负荷分布等。结果表明：炉内速度分布均匀、炉内火焰中心位置合适以及燃烧状况良好。数值模拟和试验相结合的方法,既能从微观上了解炉膛内的燃烧状况,又能从宏观上把握锅炉的性能,从而为锅炉的经济安全运行提供技术支持。     

亚临界煤粉锅炉流体流动和燃烧的数值模拟

以一300MW Hg1025/18.2-YM13型亚临界自然循环、四角切圆燃煤锅炉为研究对象,应用可实现化k-ε湍流模型、颗粒相随机轨道模型、即混即燃气相燃烧模型、P-1辐射换热模型,根据燃烧测试试验得到的边界条件,运用FLUENT软件对锅炉炉内流体流动和燃烧过程进行了三维数值研究。模拟预测结果与试验结果吻合较好,温度分布规律和趋势与试验研究结果一致。运用该模型对炉内速度场、压力场、温度场以及燃烧释热场进行了多场耦合仿真,并全面系统地研究了各种操作参数对炉内燃烧工况的定量影响规律,确定了燃烧器和锅炉合理的操作参数:过剩空气系数为1.2、一次风率为20%、一次风温度为608K、二次风温度为620K且均匀投粉。在该条件下炉内温度分布较合理,煤粉能正常稳定地燃烧,炉膛高温区较集中,炉膛出口温度合理。     

偏置出口循环流化床内颗粒体积分数分布的测试

为了研究不同床体布置结构对循环流化床内气固流动特性的影响,在截面为0.35 m ×0.48 m、高4.9 m的循环流化床实验台上,以平均粒径为366.2 μm的玻璃珠为床料,采用PC6D反射式光纤探针对不同轴向高度截面上不同径向位置处的局部颗粒体积分数分布进行实验测量.采用数值插值和时序分析的方法对测量结果进行分析后发现：床内结构的布置对炉内气固两相流动的影响明显,底部炉膛单侧渐扩结造成颗粒体积分数的径向分布不均,后墙侧颗粒体积分数明显高于前墙侧;受炉膛矩形截面的影响,炉膛截面长边处的颗粒体积分数明显低于短边处的颗粒体积分数;稀相区偏置炉膛出口的布置破坏了炉内气固流动的环核结构,在炉膛左墙和后墙侧形成了颗粒的局部高体积分数分布.利用时序分析的方法对颗粒体积分数瞬时信号进行分析.结果表明,在该工况条件下炉膛底部的气固流动在微观结构上为不稳定的两相结构,在过渡段环核结构的交界位置气固作用最剧烈,颗粒体积分数波动较大.     

改造后的低氮燃烧器燃烧调整试验

为保证改造后锅炉的燃烧稳定性、经济性和NOx排放量,针对改造后锅炉进行热态燃烧调整试验研究。针对某电厂520t/h贫煤锅炉NOx排放量高的问题,提出锅炉低氮燃烧器的改造方案,并在改造后的锅炉上进行冷态及热态燃烧调整试验研究。试验结果表明:采用设计的空气分级水平浓淡低氮燃烧器后,冷态炉内动力场正常,炉膛出口折算到标准状态下,6%氧含量的NOx排放浓度由改造前的900mg/Nm3,降低至414.69mg/Nm3,NOx排放量降低50%,锅炉效率降低小于0.4%。目前,该锅炉能够长时间满出力运行,炉膛出口NOx排放量始终不大于480mg/Nm3。     

燃烧参数对炉内温度场、流场和浓度场的影响

对天然气在高温蓄热式加热炉中的燃烧技术,运用Fluent软件通过数值模拟进行了研究.主要分析了影响炉膛内气流流动和温度分布的因素.研究结果表明:气流的相对速度对加热炉炉膛内的温度分布有很大的影响.天然气射流和空气射流的相对速度越小,加热炉内的高温区域越大,而且炉膛内的平均温度愈高,炉内的温度均匀性愈好;当空气的预热温度不变时,仅提高天然气的预热温度,炉内的最高温度和平均温度会随之提高;当空气的温度比较低时,随着天然气的预热温度的升高,燃烧产物中NO的浓度呈指数规律升高;当空气的预热温度升高时,NO的浓度随天然气的预热温度的升高呈指数规律降低.     

液态排渣炉燃烧过程的数值模拟

针对一台液态排渣旋风炉在不同配风方案下炉内燃烧过程和NOx分布进行三维数值模拟分析,建立液态排渣旋风炉内的流动和燃烧的数学模型,针对近壁燃烧的情况采用trap方式对炉内随气流运动的颗粒进行壁面捕捉.计算结果详细描述炉内的流场组织、温度场、氧气质量分数及不同配风情况下的NOx分布情况,并与该炉运行实验数据进行比较验证.计算结果显示,3种配风方式下液态排渣炉的燃烧均较为完全;相比较其他配风方式而言,分级配风方式下燃烧温度场分布更为均匀,顶部旋流二次风和切向二次风的共同作用加强了炉内气流的扰动,强化了炉内燃烧,使得整个炉膛的温度水平均维持在较高温度段,能够提供足够高温的烟气以满足裂解要求;同时下2层二次风强化了炉内水煤浆颗粒的燃烧,能够更好的抑制NOx的生成,采用分级配风方式下炉膛出口NOx质量浓度可低至684mg/m3,可以有效减少NOx排放.     

分解炉流场可视化方法研究

论述了运用科学计算可视化方法对分解炉炉内温度场进行研究的过程,首先建立了分解炉内气固两相流动,煤粉燃烧,CaCO3分解过程的数学模型及相应的数值解法思路.并介绍了建立炉内二维温度场和三维温度场的可视化技术方法.     

双炉膛锅炉炉内空气动力特性实验研究

以高温腐蚀极为严重的一台双炉膛锅炉为例，采用纯几何相似的模化方法，进行了炉内空气动力特性的冷态模化实验，根据冷态模化试验的结果，详细分析了水冷壁高温腐蚀的主要原因：炉内空气动力场偏斜和一、二次风的的分离导致了火焰冲墙和壁面附近还原性气氛的存在；并指出改进燃烧器喷口结构、合理配风、组织燃烧是防止高温腐蚀的根本措施，实验结果为今后同类型锅炉的设计及改造提供了参考依据。     

墙式切圆锅炉燃烧过程的数值模拟

为研究墙式切圆锅炉炉内的燃烧问题,采用Fluent模拟软件,分析了炉内的速度场、温度场和NOx的分布规律.结果表明,炉膛燃烧器区横截面的切圆直径随着炉膛高度的增加逐渐增加;在炉膛中心纵截面上,炉内中心温度低于两侧温度,而且随着炉膛高度的增加,温度先增后降,炉壁附近出现局部高温;NO浓度沿高度方向先升后降.     

插板式单芯可调缩孔在260吨煤粉炉的应用

为改善新建260t/h煤粉炉出现的送粉管道着火烧损、燃烧偏斜、炉膛结焦、水冷壁爆管等问题,通过缩小送粉管道直径、一次风管应用插板式单芯可调缩孔技术,并对改造前后锅炉运行状况、空气动力场进行了试验测试和评价.改造结果表明,保证一次风速在设计范围,使用可调缩孔技术调平炉膛内配风工况,可有效避免以上各种问题的重复发生,保障锅炉安全、经济、稳定运行.     

喷旋分解炉内煤粉燃烧的数值模拟

采用Eulerian/Lagrangian方法对喷旋水泥分解炉炉内的流动、传热及燃烧进行了数值模拟.计算了分解炉内流场、温度场和组分场的分布.模拟结果表明:炉膛下部空间存在旋转流场,从下至上旋转强度从弱到强,然后再逐渐减弱,直到炉膛出口仍存在残余旋流;炉内最高温度出现在喷煤管区域,随着炉膛高度的增加,温度逐渐降低;炉内CO、O2和CO2的质量浓度分布与温度分布有很大关系,高温区对应着高的CO质量浓度和低的O2、CO2质量浓度.     

工业锅炉炉膛空气动力特性的试验研究

根据工业锅炉燃烧特点及配风要求,以一台热效率比较高、环保指标比较好的１４ Ｍ Ｗ 热水锅炉为基础,利用七孔探针测试了不同炉膛形状、前后拱配合方式下的炉内空气动力场．测试结果表明：工业锅炉中,折焰墙形状、前后炉拱配合方式对炉内燃烧效率有较大影响．通过试验研究,提出了折焰墙尺寸的设计原则．这对于节约燃料,降低工业锅炉初始排尘浓度和烟气黑度,对于工业锅炉燃烧室的设计和改造具有较大实际意义     

W火焰锅炉炉内三维流场和颗粒运动轨迹的数值模拟

W火焰锅炉具有独特的炉膛和烟气流动结构,适用于低挥发份劣质煤发电,炉膛配风和煤粉颗粒对W火焰锅炉形成良好的炉内燃烧和保证安全高效洁净燃烧影响显著.针对300 MW W火焰锅炉,采用RNGk~ε和DPM模型数值研究了不同工况下W火焰锅炉炉内三维流场和煤粉颗粒运动轨迹,分析了炉膛配风和煤粉粒径对流场特性的影响.研究表明:配风对流场对称性影响很大,不合理的配风可导致火焰"短路"和气流冲刷冷灰斗.炉膛折焰角结构决定了对称的配风形成非对称流场,但增加前墙配风速度可有效平衡折焰角效应.当前后墙配风比为1.05时流场对称性最佳.下炉膛冷灰斗区双旋涡流动结构可增强煤粉气流热质交换,增加煤粉停留时间,有利于煤粉燃尽.随粒径增大,煤粉深入下炉膛平均深度越大,煤粉在燃烧炉膛内停留时间先增大后减小,存在最佳煤粉粒径.研究结果对大容量W火焰锅炉设计和燃烧调整有意义.     

工业锅炉炉膛空气动力特性的试验研究

根据工业锅炉燃烧特点及配风要求,以一台热效率比较高、环保指标比较好的１．４ＭＷ热水锅为基础,利用七孔探针测试了不同炉膛形状、前后拱配合方式下的炉内空气动力场。测试结果表明：工业锅炉中,折焰墙形状、前后炉拱配合方式对炉内燃烧效率有较大影响。难过试验研究,提出了折焰墙尺寸的设计原则。这对于节约燃料,降低工业锅炉初始排尘浓度和烟气黑度,对于工业锅炉燃烧室的设计和改造具有较大实际意义。     

高温蓄热式加热炉中的燃气流流动分析

运用Fluent软件对天然气在高温蓄热式加热炉中的燃烧过程进行了模拟研究.比较分析了影响炉膛内气流温度、流场以及烟气质量分数分布特征的主要因素.结果表明:当天然气和空气的预热温度都不变时,改变天然气和空气射流间的夹角,会影响炉膛内的温度分布,炉内的最高温度几乎呈线性降低,炉内平均温度呈二次曲线变化先增大后减小.当天然气和空气射流间的夹角为35°时,炉内表面和钢坯表面温度比较均匀,并且NO生成量少,对提高钢坯的加热质量和降低环境污染均非常有利.