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。     

CFB锅炉温度场及氧量场测试与数值模拟

对某循环流化床锅炉炉内温度场及氧量场进行了测试研究,利用数值模拟软件对锅炉的燃烧过程进行了模拟。结果显示,炉膛温度沿炉膛高度分布较为均匀,锅炉设计时稀相区的温度可采用一个固定值代替,距离壁面1 m以上距离的温度变化很小且趋于恒定,锅炉设计时可以用炉膛中心温度作为设计温度;氧气浓度分布规律沿炉膛宽度方向呈近似“M”型分布,炉膛中心和壁面氧浓度低。软件模拟结果与测试结果也基本吻合。研究结果可为掌握循环流化床锅炉温度场及氧量场的基本规律、提高锅炉燃烧效率提供帮助,同时也可为大型循环流化床锅炉的设计和理论研究提供参考。     

一台220t/h燃煤锅炉防结渣方案研究

对某电厂220t／h锅炉防止水冷壁结渣的改造方案进行了炉内燃烧三维数值计算，根据计算结果对比分析了改造前后炉膛内的流动燃烧传热状况，认为改造方案切圆大小适中，气流组织合理，火焰中心始终保持在炉膛中心，有利于防止锅炉结渣和高温腐蚀。     

350MW超临界机组锅炉燃烧数值模拟分析

以内蒙古京能康巴什热电厂2×350 MW超临界机组锅炉燃烧系统为研究对象,结合锅炉设计参数及燃用煤质建立数值模拟燃烧模型,测试分析炉膛内部速度场、温度场及烟气主要组分的分布。根据模拟结果,认为该炉型锅炉内空气动力场良好,煤粉燃烧充分,切圆适中;炉膛内部整体温度分布均匀。本次模拟分析结果可对锅炉燃烧运行起到有效的指导作用。     

燃烧过程数值模拟用于某台450t/h锅炉的性能辅助设计

采用CFD软件对电站锅炉炉内燃烧过程进行数值模拟已成为指导工程设计和实践的一种重要手段。在煤粉炉设计完成后,针对可能存在炉膛出口烟温偏差的问题,利用数值模拟的方法对某电厂450t/h四角切圆锅炉BMCR、70%、40%负荷下炉膛内的燃烧过程进行计算和分析,得出了各工况下燃烧器区域壁面热负荷、炉内氧量分布、炉膛出口及水平烟道内的烟气流量分布及烟气温度分布,并分析锅炉热偏差、高温腐蚀、低负荷稳燃性能,对锅炉的性能进行了预测。     

韶关发电厂300 MW机组W形火焰锅炉数值模拟计算分析

应用NAWF数值模拟计算软件对韶关发电厂300 MW机组W形火焰锅炉的炉膛流动及传热特性进行了计算分析。通过对锅炉燃烧的4个实际工况的模拟计算,对比分析了炉膛内流场、温度场以及燃烧特性等方面的内容,并对锅炉运行提出了燃烧调整建议。     

循环流化床锅炉炉膛内传热的模拟计算

由于数值模拟具有实验研究所无法替代的优点 ,因此基于质量守恒和能量守恒定律 ,采用蒙特卡洛法模拟循环流化床锅炉炉膛内的辐射传热 ,同时考虑到炉膛内的燃烧和流动及对流换热 ,预测了某台 75t/h循环流化床锅炉炉膛内的温度场以及壁面热流密度分布。模拟结果同热力计算结果吻合较好 ,为循环流化床锅炉的设计和运行提供了理论指导     

切向燃烧锅炉炉膛结渣问题的研究

针对一台130t/h切向燃烧锅炉炉膛出现的结渣问题，提出一种可以消除结渣的燃烧器结构和燃烧器配风方式。数值计算结果表明，改造后的燃烧器，锅炉炉内实际切圆直径减小，炉膛温度水平降低，上二次风喷口附近水冷壁壁面O2浓度增加，都有利于抑制和消除炉膛的结渣。改造后的炉膛结渣基本消除，锅炉高负荷运行稳定性提高，数值计算结果与现场实测数据基本吻合。     

循环流化床锅炉炉膛内传热的模拟计算

由于数值模拟具有实验研究所无法替代的优点,因此基于质量守恒和能量守恒定律,采用蒙特卡洛法模拟循环流化床锅炉炉膛内的辐射传热,同时考虑到炉膛的燃烧和流动以换热,预测了某台７５ｔ／ｈ循环流化床锅炉炉膛内的温度场以及壁面热流密度分布,模拟结果同热力计算结果吻合较好,为循环流化床锅炉的设计和运行提供了理论指导．     

缝隙式燃烧器“W”火焰锅炉改造与应用

针对缝隙式燃烧器“W”火焰锅炉存在的燃烧稳定性差、下炉膛前后墙火焰偏烧严重、燃烧效率低和炉膛结渣严重等问题,通过燃烧机理分析和数值模拟研究,提出将乏气风火嘴移至靠炉膛中心相邻的两条二次风处、对三次风室进行分割和加装导流板,以及加装防渣风的改造方案,经过实践证明,该改造方案实施后,锅炉燃烧稳定性得到提高,消除了下炉膛前后墙火焰偏烧现象,锅炉效率提高2％左右,控制了炉膛结渣现象。