水平浓谈风煤粉燃烧器调节特性的数值模拟及工业性试验研究

采用近流线数值计算方法,对具有复杂喷嘴形状的水平浓淡风燃烧器在四角切圆充场中的一次风射流的刚性进行了详细的数值模拟计算,并结合在３００ＭＷ四角切圆煤粉燃烧锅炉上的应用和工业性试验研究,得出了通过调节侧二次风与一次风的动量比,来调节一次风射流刚性、控制一次风射流的偏斜,进而改善炉内燃烧两相流场、水冷壁壁面附近的烟气气氛,同时实现了防水冷壁高温腐蚀,提高了煤粉的着火、稳燃的燃烧性能的结论。     

水平浓淡风煤粉燃烧器调节特性的数值模拟及工业性试验研究

采用近流线数值计算方法,对具有复杂喷嘴形状的水平浓淡风燃烧器在四角切圆流场中一次风射流的刚性进行了详细的数值模拟计算,并结合在300MW四角切圆煤粉燃烧锅炉上的应用和工业性试验研究,得出了通过调节侧二次风与一次风的动量比,来调节一次风射流刚性、控制一次风射流的偏斜,进而改善炉内燃烧两相流场、水冷壁壁面附近的烟气气氛,同时实现了防水冷壁高温腐蚀,提高了煤粉的着火、稳燃的燃烧性能的结论。     

单炉膛双切圆锅炉炉内空气动力场的数值模拟

采用计算流体力学软件PHOENICS,选择合理的数学模型,对某一台单炉膛双切圆锅炉炉内的空气动力场进行数值模拟研究,着重研究了下、中、上层燃烧器区域喷口截面上的速度矢量分布。计算结果表明:由于燃烧器布置在前后墙,使得燃烧器喷口连线成矩形,从而使得炉内气流流场均为椭圆形,且椭圆的长轴沿炉膛高度方向不断变化;在燃烧器区域的中下部,Y方向的气流旋转直径沿炉膛高度方向减小,两侧墙处的气流贴壁现象沿炉膛高度方向逐渐消失;但沿炉膛高度方向在燃烧器喷口截面前后墙处,均有气流刷壁现象存在,从而在热态运行时,在前后墙处易出现高温腐蚀和水冷壁结渣现象;炉内左右旋转气流的速度分布对称度较好。改变燃烧器投运方式,上部燃烧器区域的气相流速度分布规律有所不同,炉内热负荷分布情况也不同,相比较而言,原始投运方式较优。     

四角切向燃烧锅炉燃烧器区流动工况的数值模拟

在大型四角切向燃烧锅炉中,从四角燃烧器喷口喷出的射流总要不可避免地偏离其设计方向。针对造成燃烧器区射流偏转的两大因素:射流自身的卷吸作用、炉内旋转气流对射流的横向冲击作用,采用数值模拟的方法对燃烧器射流进行研究,分析燃烧器射流的开启角度及喷口数对燃烧器区空气动力场的影响,从而为改善炉内工况提供一定的依据。     

大型电站锅炉SOFA燃烧器的设计特点

<正>1炉膛出口烟气温度偏差产生的原因四角切圆锅炉的炉膛截面多为矩形,接近正方形,它的长、宽比在1.18～1.2之间,直流摆动燃烧器通常将喷嘴置于炉膛四角,各喷嘴出口中心线与炉膛对角线间偏转一定角度,喷嘴中心线相切于炉膛中央的较小圆周取名切圆。四角射流同时射入炉内,各自受上游射流推动向水冷壁面偏转,     

200MW旋流燃烧方式煤粉炉炉内燃烧试验和数值研究

采用计算流体动力学软件对电站锅炉炉内实际燃烧过程进行数值计算并结合其热态试验数据进行对比分析，已成为验证数学模型和指导工程实践的一种重要研究手段。该文利用PHOENICS软件，采用IPSA两相流模型及煤粉燃烧综合模型，对一台有16只径向浓淡旋流燃烧器两侧墙对冲布置的200MW燃煤锅炉炉内燃烧过程进行了数值计算，得出了炉内燃烧器区域以及炉膛出口的烟气温度场和燃烧产物的组分浓度分布。模拟结果与锅炉热态试验数据进行了比较，两者吻合情况较好。结果表明：在燃烧器出口处形成了高煤粉浓度和高温区，使得煤粉着火及时，燃烧器区域维持较高温度，炉内煤粉燃烧充分，从而表明了径向浓淡旋流燃烧器具有高效稳燃的性能。     

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。     

660 MW超超临界旋流对冲燃煤锅炉二次风配风方式对NOx分布影响的数值模拟

为了研究二次风配风方式对NOx生成的影响,针对某电厂660 MW超超临界旋流燃煤锅炉,利用Ansys软件数值模拟研究了二次风配风方式对NOx生成规律。数值模拟的结果与现场实际情况较吻合,验证了数值模拟结果的有效性,主要结论有：炉膛燃烧器区域是NOx的主要生成区;在第1层和第2层燃烧器之间区域NOx浓度较高,然后沿炉高方向NOx浓度逐渐降低;随着燃尽风量的增加,炉内高度方向各个截面的NOx平均浓度降低;随着燃尽风量增加,炉膛出口截面NOx浓度逐渐降低,但下降量逐渐减少。     

双通道二次风/燃尽风结构对射流刚性的影响

一种煤粉锅炉双通道二次风/燃尽风燃烧器能够替代当前的普通直流二次风/燃尽风燃烧器,用于缓解直流二次风/燃尽风燃烧器减小风门开度时造成的喷嘴出口射流刚性下降、炉内风粉混合强度不足的问题。采用数值模拟的方法,研究了双通道风燃烧器关键参数对喷嘴出口射流速度及动量的影响,同时研究了双通道风燃烧器的调节特性和阻力特性的变化规律。在优化结构参数的条件下,风门开度在12.5%~50%的范围内调节时,与常规燃烧器相比,高速通道的风速可提高11.11~18.06m/s,高速出口射流动量可提高89~3倍。     

三维曲线坐标系下炉内湍流流动的数值解

在曲线坐标系下运用非交错网格的 SIMPLE方法对电站锅炉炉内的湍流流动进行了数值模拟 ,导出了任意三维曲线坐标系下椭圆型 N-S方程的通用形式 ,得到了较为满意的结果 ,较好地解决了锅炉数值模拟中存在的燃烧器喷嘴处伪扩散严重的问题 ,为求解复杂区域内的传热传质、流动及燃烧问题奠定了基础     

基于CFX的炉内空气动力场的数值模拟研究

利用商用计算流体力学软件CFX,采用k-ε双方程模型,对某四角切圆燃烧锅炉增加分级风进行低NOx技术改造后炉内空气动力场进行了数值模拟。数值模拟结果与试验结果吻合较好,说明该数值模拟方法能够较好地反映炉内真实的流场特性．验证了计算方法及数值模型的正确性及合理性。分析了炉内气流流动特性和水平烟道烟温偏差的形成机理,计算结果为完善锅炉冷热态试验及指导安全运行提供了参考。     

集流导叶对喷嘴射流刚性的影响

喷嘴射流刚度对电站锅炉炉内空气动力场影响较大,在喷嘴入口增加集流导叶使工质更加集中,提高射流刚度。利用数值方法,分析不同形状导叶对射流刚度的影响。采用k-ε标准模型,分析在不同工况下,喷嘴出口的速度分布。在自由射流和增加干扰射流时,将不同方案下喷嘴射流的有效射程S、射流偏转角β、z方向出口速度v_z进行对比。结果表明：在喷嘴内部添加集流导叶能够使射流中心速度提高,集流导叶能够增加射流抗干扰能力,降低速度衰减率,提高射流刚度。通过综合评价得出圆弧形导叶提高射流刚性最优,其后依次为抛物线形、三次曲线形、直线形。     

水平燃料分级对煤粉炉燃烧特性影响的数值模拟研究

采用数值模拟的方法,对一台600 MWe燃烧褐煤的四角切向燃烧煤粉炉的燃烧与流动特性进行了研究,深入比较和了解水平燃料分级燃烧改造前后炉内燃烧与流动特性的不同,为该技术的进一步优化和燃烧调整提供依据。     

200MW四角切向煤粉锅炉空气动力场冷态模化和数值模拟

采用冷态等温模化和数值模拟方法对某电厂200 MW燃烟煤的煤粉锅炉炉内空气动力场进行了研究,冷态模化试验结果表明炉内空气动力场偏斜。以k-ε双方程湍流模型对炉内气相湍流流动进行数值模拟,发现锅炉2号角的气流速度在垂直该侧炉墙方向分量较大,对水冷壁产生冲刷。改造后取得良好的运行效果。     

水煤浆燃烧过程的数值模拟

为深入研究水煤浆的燃烧特性,对南海电厂1台200 MW四角切圆燃烧锅炉在全烧水煤浆满负荷运行状况下的炉内流场、温度分布及各组分场进行了数值模拟。结果表明:整个炉膛空间存在1个明显的旋转流场;炉内最高温度出现在燃烧器区域,随着炉膛高度的增加,温度逐渐降低;温度场与各组分场有着对应关系,高温区对应CO2高浓度区和O2的低浓度区;水分在燃烧器段炉膛壁面附近含量较多,中心含量较少,随着高度的增加,这种差别逐渐减小。     

数值模拟在锅炉安全运行中的应用

四角切圆燃烧锅炉在运行中遇到的诸多问题如炉膛结渣、水冷壁爆管、过热器区域的左、右温度偏差、燃烧稳定性等均与炉膛温度分布密不可分。炉膛温度分布是否合理,炉膛配风至关重要。炉膛配风若不合理,严重影响锅炉的安全运行。炉膛的配风调整十分复杂,通过空气动力场试验获得的数据比较有限,同时需要花费大量的人力物力。以元宝山电厂3号炉为例,利用应用软件GAMBIT和FLU-ENT,模拟切圆燃烧锅炉的配风。通过模拟不同工况下炉内配风,分析不同工况下炉内空气动力场,得到一二次风的最佳配比,获得良好的炉内动力场分布。数值模拟为锅炉的安全运行提供参考的数据,为优化锅炉的安全经济运行提供参考方案,同时节约大量的人力物力,数值模拟在锅炉安全运行中必将会得到广泛的应用。     

600MW超临界锅炉新型燃烧方式试验及数值模拟研究

阐述了600 MW超临界锅炉的主要设计参数,分析了新型燃烧方式燃烧系统的设计特点,建立了炉内过程数值模拟模型,在同类型机组进行了冷态空气动力场试验,通过不同工况数值模拟结果对比,探索该型燃烧方式的燃烧调整方法.试验结果表明,试验结果和数值模拟研究结果相吻合.     

大型锅炉四角切向燃烧器射流偏转的原因分析

采用理论分析和冷态模化实验的方法 ,研究了大型四角切向燃烧锅炉中导致射流偏转的两个因素 :射流自身的卷吸作用和炉内横向气流的冲击作用。然后从这两个因素出发 ,找出影响射流偏转的参数 ,为改善炉内空气动力学特性 ,设计和改造锅炉提供了理论依据     

炉内旋转气流对四角切向燃烧锅炉燃烧器区射流偏转的影响

采用理论分析和冷态模化试验的方法,研究了大型四角切向燃烧锅炉直流煤粉燃烧器结构布置、燃烧器的高宽比、运行参数对燃烧器区炉内空气动力场和一号角两相邻炉墙的压力分布的影响,借助于燃烧器区流场及射流两侧压力分布,分析炉内旋转气流对四角切向燃烧锅炉燃烧器区射流偏转的影响情况。