300MW富氧燃烧循环流化床炉内燃烧及传热特性研究

对富氧燃烧循环流化床锅炉炉内燃烧及传热特性进行了研究.考虑了气体辐射对传热系数的影响,建立了循环流化床锅炉在富氧燃烧下的燃烧及传热模型.在不同氧气浓度(如30％,50％,70％氧气浓度)下,分析了颗粒粒径、空隙率等对炉内传热的影响,得到各参数对富氧条件下的循环流化床传热参数影响曲线.以某300 MW循环流化床锅炉机组为...     

富氧燃烧下循环流化床锅炉稀相区传热模型研究

参考国内外相关循环流化床锅炉的传热模型,建立了富氧燃烧条件下循环流化床锅炉稀相区传热模型,对影响传热系数的主要参数进行研究,发现富氧条件下循环流化床锅炉稀相区的传热系数并没有明显变化,烟气成分变化对传热系数的变化影响不大,影响传热的主要因素为循环灰和炉温,并通过试验进行验证。本模型能够较好地反映循环流化床锅炉的传热过程,为富氧燃烧下循环流化床的设计提供参考。     

循环流化床富氧燃烧的炉膛传热特性

在炉膛直径140mm、高6000mm的0.15MW循环流化床试验系统上,对高氧气浓度下循环流化床燃烧的传热特性进行了研究.在高氧气浓度(39.8％～50.7％)下,分别进行了O2/N2及O2/CO2气氛下煤的燃烧试验.研究结果表明,在高氧气浓度下,试验系统的传热稳定;流化风速、二次风率及燃烧气氛等参数对炉膛总传热系数几乎没有影响;该试验系统的炉膛总传热系数约为27 W/(m2·K),该数值可以为类似传热方式的试验系统设计提供参考.     

循环流化床锅炉炉内传热研究

在以往对循环流化床锅炉炉内传热理论研究的基础上,发展了一种循环流化床锅炉炉内传热计算模型,对颗粒团覆盖壁面的时均份额、颗粒分散相辐射传热系数进行了合理的修正。此外,在以往的模型中没有考虑核心区辐射换热的影响,对此给予了补充。进而提出了更为完整的炉内传热模型。利用该模型,以一台300 MW循环流化床锅炉实例为基础进行了锅炉传热计算,探讨了空隙率和颗粒直径对炉膛传热系数的影响。     

富氧燃烧锅炉辐射传热特性数值模拟研究

为研究富氧燃烧与空气燃烧锅炉之间的辐射传热特性差异,并为设计或改造新型富氧燃烧系统提供所需的理论指导,对2种燃烧方式下的炉膛流场与传热分布特性进行了数值模拟研究。首先对富氧燃烧数值模拟采用改进灰色气体加权和（WSGG）模型计算气体吸收系数的必要性进行了探讨,并将Johansson WSGG模型结合进入燃煤锅炉的CFD模型框架内,使CFD数值模型适用于富氧燃烧的辐射传热计算。在此基础上对某330 MW机组锅炉分别采用干、湿烟气再循环富氧燃烧方式及空气燃烧方式的炉膛流场与传热分布特性等进行了对比分析。结果表明:在锅炉煤量、入口气体质量流量和氧量皆相同情况下,不同燃烧方式间燃烧烟气成分及物性的差异使富氧燃烧与空气燃烧锅炉在流场、温度与炉膛传热分布等方面皆呈现出较明显的差异;富氧燃烧烟气中所富含的CO2和H2O的比热容高于N2,使采用湿烟气循环方式富氧燃烧锅炉炉膛的整体温度和吸热量明显低于空气燃烧;同时,由于CO2的密度高于N2,富氧燃烧锅炉的整体流速低于空气燃烧锅炉,并影响了炉内的温度与传热分布。在设计富氧燃烧系统或改造现有空气燃烧系统时应考虑富氧燃烧与空气燃烧锅炉在炉膛流场与传热方面的差异,合理安排锅炉的传热分布,避免或减少锅炉受热面的改动。     

75t/h加压/常压富氧燃烧循环流化床锅炉方案设计及分析

采用加压/常压富氧燃烧循环流化床技术时,随着炉膛入口平均氧浓度和压力的升高,烟气体积不断减小,为确保一定的炉膛空截面烟气速度,炉膛横截面积需相应减小,导致炉膛布置受热面的空间减小,使炉膛温度控制的问题更加突出;同时,若锅炉各受热面的布置方式不当,也会导致部分受热面的传热温差不合理,不利于锅炉的初投资和正常运行。文中进行75t/h工业规模加压/常压富氧燃烧循环流化床锅炉的方案设计,提出富氧燃烧条件下循环流化床锅炉灰平衡和烟气成分的计算方法,着重分析炉膛入口平均氧浓度和压力对烟气循环倍率、锅炉结构、外置式换热器布置和锅炉各受热面吸热量分配等的影响规律。在加压/常压富氧燃烧条件下,随着炉膛入口平均氧浓度和压力的升高,可通过拔高炉膛、增设外置式换热器、屏式过热器等对锅炉各受热面吸热份额进行调整,使锅炉各受热面均在合理的参数范围内运行。     

超超临界350 MW富氧燃烧循环流化床设计

富氧燃烧循环流化床是一种新型的碳捕集技术,具有广泛的应用前景。O2/CO2气氛下锅炉受热面的布置与热负荷的分配是阻挠富氧燃烧循环流化床进一步示范的关键问题。本文分别采用Johnsson模型和颗粒团更新模型对350 MW机组循环流化床锅炉进行一维建模,对氧体积分数为30%的富氧燃烧循环流化床锅炉进行了耦合汽水系统的总体概念设计,并与空气燃烧的同等级循环流化床锅炉尺寸进行了对比。结果表明:富氧燃烧循环流化床锅炉的排烟热损失大大减小,设计锅炉热效率可达94.18%;富氧燃烧循环流化床锅炉布风板面积、炉膛截面积以及尾部烟道面积均比空气燃烧循环流化床锅炉大幅减小,但需要增设外置床换热器来吸收热负荷。本研究对富氧燃烧循环流化床锅炉的进一步放大具有借鉴意义。     

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。     

循环流化床锅炉富氧燃烧与CO_2捕集发电机组运行能耗影响因素分析

在干、湿烟气再循环方式下,建立采用空气启动方式的富氧燃烧循环流化床锅炉助燃气体动态计算模型和烟气成分动态变化计算模型。基于实际气体的P-R状态方程,采用偏离函数法建立空气分离单元和CO_2压缩纯化单元运行能耗计算模型。在此基础上,对循环流化床锅炉富氧燃烧与CO_2捕集发电机组的运行能耗影响因素进行定量分析计算,得到氧气纯度、氧气浓度、过量氧气系数、锅炉漏风系数及不同烟气再循环方式对发电机组运行能耗的影响。     

多流程循环流化床锅炉热力计算方法研究

由于多流程循环流化床锅炉炉膛中颗粒运动、燃烧和传热过程的实验结果和工业数据较为缺乏,因此有必要对多流程循环流化床锅炉的炉膛热力计算进行详细研究。根据多流程循环流化床锅炉的特点,推荐了适用于多流程循环流化床锅炉的分离器效率、燃烧份额和传热系数的计算方法,建立了以物料平衡、能量平衡为主的多流程循环流化床锅炉热力计算模型。利用建立的热力计算模型对一台在用的多流程循环流化床锅炉进行了计算,得到了炉内的物料分布、温度分布和热量分布规律。计算结果与该锅炉的工业测试数据的对比分析结果表明了热力计算结果符合锅炉实际运行情况。面向工程应用建立了一种多流程循环流化床锅炉的热力计算方法,可以为工业锅炉设计与改造提供理论指导。     

O2／CO2燃烧产物辐射换热系数计算方法及影响因素分析

O2／CO2燃烧技术与常规空气燃烧技术相比,其燃烧产物的成分和辐射传热特性存在较大差异,其辐射传热特性也发生很大变化,常规辐射换热系数计算不再适用于O2／CO2燃烧计算。为此,综合纯试验法和光谱法建立了更适合O2／CO2燃烧时的辐射计算模型,以满足O2／CO2燃烧锅炉设计的需要,并将该模型应用于实践,分析辐射换热系数影响因素及其影响大小。结果表明：对辐射换热系数影响最大的是烟气中水蒸气含量的变化,CO2含量、压力和辐射层厚度的变化对其影响不大。     

循环流化床锅炉炉膛内辐射换热计算方法探讨

对比了两种循环流化床（ＣＦＢ）锅炉炉膛内求取辐射换热系数的方法；计算表明：炉内稀相区辐射换热系数占总传热系数的６５％左右．     

富氧燃烧锅炉传热特征分析及设计优化

为了获得适用于富氧燃烧锅炉的设计方法,以200 MW 富氧燃烧锅炉为研究对象,通过理论计算得出：高烟温区段,富氧燃烧烟气中三原子气体浓度升高,导致辐射传热增强,受热面传热量要高于空气燃烧气氛。而在低烟温区段,烟气量减少导致流速降低,对流传热减弱,传热量小于空气燃烧气氛;在分析富氧燃烧锅炉传热特性基础上,提出了富氧燃烧锅炉烟气通流截面积、各换热面积的设计优化方法。相比空气气氛,在26%氧浓度条件下,富氧燃烧干循环锅炉各受热面烟气通流截面积减少15%～21%,湿循环减少13%～24%,干循环锅炉受热面减少9%～32%,湿循环减少7%～35%。富氧气氛燃烧条件下锅炉烟气流速能够达到锅炉设计规范要求,各受热面传热量与空气燃烧传热量基本保持一致。     

上游斜坡对气膜孔换热特性影响的数值研究

为了获得气膜孔上游放置斜坡对气膜孔换热特性的影响规律,采用数值模拟方法研究了斜坡的台阶高度分别为0.3D,0.5D和0.75D(D为气膜孔直径)时在不同吹风比下的流动过程和换热特性分布情况,并与常规气膜孔冷却结构形式进行了对比。研究表明：在气膜孔上游设置斜坡,延缓了主流通过反向涡对对冷却气流的掺混作用,反向涡对强度减弱,冷却气流出流后的贴壁效果更好,提高了气膜孔出口下游的冷却效率和换热系数,并且随着斜坡高度的增高,效果更为显著。吹风比M=1.0时,斜坡对气膜孔出口下游换热系数的改善作用更强。     

CFB锅炉动态特性与负荷和煤质的关系研究

在已有循环流化床锅炉燃烧、流动和换热的机理模型的基础上，进行了改进，建立了一个模拟循环流化床锅炉动态特性的综合数学模型。将上述模型应用于南京金陵石化热电厂220t/h循环流化床锅炉的动态特性仿真，仿真结果与实际运行数据平均误差小于4%，表明了上述模型的合理性和准确性。在对循环流化床锅炉进行了给煤量扰动、一次风量扰动仿真基础上，分析了床温、主汽流量、主汽温和主汽压对各调节量的关系。论文定义了3种煤种燃烧特性指标，对煤质进行量化，并根据仿真结果，得出了循环流化床锅炉各被调量的动态特性参数与负荷和煤种燃烧性能指标的关系，从而可根据当前负荷和煤质预测锅炉的动态特性。 关键词：循环流化床锅炉；动态特性；仿真；变工况试验     

循环流化床外置式换热器结构与布置特性的探讨

论述了循环流化床锅炉外置式换热器的特性,通过对当今循环流化床锅炉大型化进程中外置式换热器的分类介绍,总结了各个种类外置式换热器的结构特点。介绍了循环流化床锅炉外置式换热器流动及传热的研究现状及成果,提出了外置式换热器流动和传热研究过程中需要注意的几个问题。     

中国煤粉富氧燃烧的工业示范进展及展望

富氧燃烧技术是最具潜力的燃煤电厂大规模碳捕集技术之一.在简要介绍国内外富氧燃烧技术的研发示范进展的基础上,系统地回顾了近年来应城35MW富氧燃烧工业示范项目的研究成果,包括燃烧特性、传热特性、锅炉效率、污染物排放与脱除、运行控制以及经济性等,总结了示范项目的经验与教训.富氧燃烧碳捕集工业示范电厂的成功运行,标志着该技术...     

方形冷却型分离器内壁面和两相流间的传热理论模型

对方形冷却型分离器内的传热做了实验测试,分析了实验结果,并进一步对其传热模型进行了理论研究,建立了一个计算分离器的内壁面的平均传热系统的理论模型。该模型由四部分组成：气相对流传热,颗粒非稳态导热传热,颗粒辐射传热和烟气三原子辐射传热。颗粒和壁面间的导热传热由2部分组成：颗粒一壁面的弹性碰撞接触过程的传热和被壁面捕集的颗粒下落过程和壁面的接触导热传热。模型计算的的平均传热系数可与实验数据吻合。但模型结果受壁面颗粒浓度和颗粒碰撞壁面的速度的影响较大,而目前这两个参数还不能与进口速度和浓度相关联。     

超低浓度煤层气在流化床燃烧过程中相间的传热传质特性

气泡相和乳化相间的传热传质对超低浓度煤层气在流化床中的燃烧有重要的影响。基于流化床内能量平衡和质量平衡的建立了数学模型,结合催化动力学实验,研究了相间传热传质系数的变化,分析了床层温度、颗粒粒径、气泡直径、进气甲烷浓度对相间的传热传质特性的影响。研究表明:床层温度、颗粒粒径增加时,传热系数减小、传质系数增大、出口处无量纲甲烷浓度减小;存在一个临界气泡尺寸使相间的传热系数最大,颗粒粒径增大时,临界气泡尺寸略减小、出口处无量纲甲烷浓度增加;进气甲烷浓度对传热传质系数影响较小。