对冲旋流燃烧锅炉组合式贴壁风运行参数优化的数值模拟

以某600 MW超临界对冲旋流燃烧锅炉组合式贴壁风系统为研究对象,采用数值模拟方法分析了贴壁风取风方式、风率和喷口风速等运行参数对水冷壁近壁区烟气中氧体积分数、锅炉NO_x排放质量浓度和未燃尽碳质量分数的影响。结果表明:组合式贴壁风可以显著改善对冲旋流燃烧锅炉左右两侧墙水冷壁近壁区气氛,高温腐蚀发生倾向性较大区域所占比例可减小至20%以下;综合考虑机组运行的经济性、环保性和安全性,模拟所得机组的最佳运行工况选取贴壁风风率为4.00%,前后墙贴壁风喷口风速为20 m/s,贴壁风的取风方式为从燃尽风取风。     

对冲旋流燃烧锅炉贴壁风布置方式对比研究

以对冲旋流燃烧锅炉3种主流布置方式(前后墙布置方式、两侧墙布置方式和全墙组合布置方式)贴壁风为研究对象,采用数值模拟方法,分析了加装3种布置方式贴壁风后锅炉侧墙近壁区还原性气氛、炉膛出口NOx排放质量浓度以及未燃尽碳质量分数的变化.结果 表明:虽然3种布置方式贴壁风均可提高侧墙水冷壁近壁区O2体积分数,降低H2S、CO体积分数和未燃尽碳质量分数,但各自覆盖范围存在很大差别;在贴壁风风量相同的条件下,全墙组合布置方式贴壁风可将侧墙水冷壁近壁区O2体积分数大于2.0％的区域面积扩展到总面积的83.84％,远高于其他2种布置方式下(61.38％和68.80％);加装全墙组合布置方式贴壁风后侧墙水冷壁近壁区O2体积分数平均值由0.25％升高到2.5％以上,H2S体积分数平均值降低70％以上,CO体积分数平均值约降低65 ％,锅炉效率、过热器和再热器减温水质量流量、SCR入口NOx质量浓度以及飞灰含碳质量分数等未见明显变化.     

660MW旋流对冲锅炉低NO_x燃烧优化数值模拟

对一台660 MW旋流对冲锅炉在不同层燃烧器组合运行工况下进行了炉内流动、燃烧和NOx排放特性的数值模拟,模拟结果与试验值相对误差小于10%。模拟结果表明:额定负荷时,5层燃烧器运行,停前墙和停后墙同层燃烧器时NOx排放和飞灰含碳量基本相同;停上层燃烧器相比于停中层燃烧器,空气分级效果强化,煤粉颗停留时间增加,NOx和飞灰含碳量分别降低9.5%和9.8%,在锅炉实际运行过程中,停上层燃烧器更有利于降低NOx排放和提高燃烧效率。     

对冲燃烧锅炉低负荷运行优化数值模拟研究

优化磨煤机组合运行方式可改善锅炉低负荷运行时存在投运燃烧器层截面温度下降、SCR烟气温度偏低、NO_x质量浓度大幅升高等问题,但效果有限。针对上述问题,提出了两种优化方案:提高锅炉运行氧量和采用烟气再循环。数值模拟表明:两种方案均可提高SCR入口烟气温度,但采用烟气再循环可使炉膛出口NO_x质量浓度降低10 mg/m~3以上,且对锅炉效率影响更小。     

300 MW旋流对冲燃煤锅炉燃烧与排放数值模拟

数值模拟是研究锅炉燃烧与污染物排放的一种有效研究方法.利用Fluent软件,对一台300 MW旋流对冲燃煤锅炉在不同工况下进行了数值计算,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温区,使得煤粉着火及时,燃烧器区域维持较高温度.温度场同各组分浓度场有着对应关系,NOx的生成主要在炉膛的高温区域,沿炉膛高度方向NOx浓度逐渐降低.     

530MW超临界机组对冲燃烧锅炉低氮燃烧贴壁风系统数值计算

为了有效预防水冷壁高温腐蚀、控制NO_x排放量,进行了某墙式对冲燃烧锅炉燃烧器低氮配风优化设计与改造,在主燃烧区加装"非对称矩形高速直流贴壁风"系统.结果表明:实测水冷壁贴壁气氛大幅改善,贴壁O_2体积分数明显升高,由0.3%升高至3.0%;炉膛前后墙贴壁烟温呈下降趋势,降幅100K左右,有效降低了水冷壁高温爆管风险.     

600MW旋流对冲燃煤锅炉燃烧过程的数值模拟研究

数值模拟是研究锅炉炉内燃烧过程的常用方法。本文采用k—ε等数学模型,对一台600MW超临界锅炉在不同燃尽风风量时炉内的燃烧情况进行了数值模拟。结果表明：改变燃尽风风量对炉内温度场分布、煤粉燃尽率等有较大的影响。     

800MW旋流对冲燃烧锅炉低NOx改造的数值模拟

针对某800MW超临界锅炉NOx排放量较高的问题,设计了配风方式不同的3种工况．利用CFD软件,对3种工况进行了炉内燃烧、传热及污染物排放等方面的数值计算,并分析了炉内的温度、NOx及cO组分的分布情况．结果表明：计算结果与实测数据吻合较好,空气分级燃烧使主燃区温度降低,CO体积分数升高,N0x质量浓度明显降低;燃尽风对燃料的燃尽率和炉膛出口烟温产生了不利影响,从而影响机组的经济性和安全性．通过对各个工况燃料的燃尽率及炉膛出口烟温进行综合比较分析,得出工况3为较理想的改造方案．     

800MW旋流对冲燃烧锅炉低NO_x改造的数值模拟

针对某800MW超临界锅炉NOx排放量较高的问题,设计了配风方式不同的3种工况.利用CFD软件,对3种工况进行了炉内燃烧、传热及污染物排放等方面的数值计算,并分析了炉内的温度、NOx及CO组分的分布情况.结果表明:计算结果与实测数据吻合较好,空气分级燃烧使主燃区温度降低,CO体积分数升高,NOx质量浓度明显降低;燃尽风对燃料的燃尽率和炉膛出口烟温产生了不利影响,从而影响机组的经济性和安全性.通过对各个工况燃料的燃尽率及炉膛出口烟温进行综合比较分析,得出工况3为较理想的改造方案.     

旋流对冲燃烧锅炉降低CO排放的燃烧优化

针对某660 MW前后墙旋流对冲燃烧锅炉出现空气预热器入口和水冷壁两侧墙贴壁CO质量浓度较高的现象,结合就地勘测及性能试验数据进行了分析,并开展了燃烧优化试验.在静态燃烧调整的基础上,建立C层层操二次风门挡板开度与机组负荷的函数关系,并用机组负荷来修正原始逻辑中C层层操二次风门挡板开度.结果表明:造成空气预热器入口和水...     

旋流对冲燃烧锅炉整炉膛数值模拟与工程应用研究进展与展望

旋流对冲燃烧锅炉中常采用分级送风来实现低NOx燃烧,会造成炉膛内02体积分数减小、还原性气体体积分数增大,极易诱发锅炉水冷壁高温腐蚀现象.为此综述了大型旋流对冲锅炉低NOx燃烧技术所导致的高温腐蚀现象及贴壁风改造数值模拟研究现状,发现目前大型旋流对冲燃烧锅炉数值模拟中普遍存在使用未考虑灰层的焦炭燃烧模型及在全炉膛数值模...     

660MW旋流对冲燃煤锅炉燃烧过程的数值模拟及结渣分析

在100%、75%和50%负荷下以及不同煤粉细度下对某660MW旋流对冲燃煤锅炉进行燃烧过程数值模拟计算,分析了影响该类型锅炉结渣的因素.结果表明:100%负荷下炉膛左右墙19~24m高度截面中间区域出现结渣的概率最大,75%负荷下炉膛左右墙21~23m高度截面中间区域最有可能出现结渣情况,50%负荷下炉内出现结渣的可能性最小;当煤粉细度为10μm时,炉膛左右墙出现结渣的区域为23~28m高度截面的中间区域,且煤粉细度减小会加快煤粉着火速度,提高炉膛整体温度,增大炉内可能出现结渣情况的区域面积.     

660MW旋流对冲燃煤锅炉燃烧过程的数值模拟及结渣分析

在100%、75%和50%负荷下以及不同煤粉细度下对某660MW旋流对冲燃煤锅炉进行燃烧过程数值模拟计算,分析了影响该类型锅炉结渣的因素.结果表明:100%负荷下炉膛左右墙19~24m高度截面中间区域出现结渣的概率最大,75%负荷下炉膛左右墙21~23m高度截面中间区域最有可能出现结渣情况,50%负荷下炉内出现结渣的可能性最小;当煤粉细度为10μm时,炉膛左右墙出现结渣的区域为23~28m高度截面的中间区域,且煤粉细度减小会加快煤粉着火速度,提高炉膛整体温度,增大炉内可能出现结渣情况的区域面积.     

LYCTWA型贴壁风在墙式对冲燃烧锅炉上的应用及仿真模拟研究

针对某电厂600 MW墙式对冲燃烧锅炉在低氮燃烧改造后存在严重的水冷壁高温腐蚀问题,采取LYCTWA型贴壁风系统对其进行了高温腐蚀治理改造。通过全炉膛数值模拟与现场试验相结合的方法,研究了侧墙壁面区域的烟气成分分布以及不同的贴壁风布置方案对炉内燃烧及高温硫腐蚀的影响。结果表明：模拟结果与电厂实际腐蚀区域相吻合,腐蚀区域主要集中在第2层主燃烧器至燃尽风间的侧墙区域。加装了贴壁风系统后,数值模拟和试验结果均显示侧墙还原性气体体积分数大幅降低,水冷壁贴壁气氛得到显著改善。     

600MW墙式对冲燃煤锅炉燃烧数值模拟

为了得到精确的SCR脱硝系统烟气参数(如速度、温度和NO_x浓度),建立了从锅炉炉膛到省煤器出口的全系统研究模型,对某600 MW亚临界对冲燃煤锅炉进行了数值模拟,将旋流燃烧器与炉膛作为一个计算域来模拟,过热器、再热器和省煤器等区域的受热面换热采用用户自定义函数(UDF)进行处理,得到了整个锅炉的速度场、温度场、NO_x体积分数以及省煤器出口的烟气参数。结果表明:省煤器出口的烟气参数分布不均匀,采用省煤器出口参数作为SCR脱硝系统设计或优化的条件,有利于提高脱硝效率、降低氨逃逸率。     

对冲旋流燃烧锅炉降低飞灰含碳量的试验

某发电厂1#锅炉中修时主要进行了省煤器的改造,改造完成后一次风热风温度与改造前基本相同,二次风热风温度较改造前略有降低。改造后发现锅炉运行中出现上述飞灰含碳量高的现象,飞灰含碳量一直在10%左右,最高时将近20%。为了降低飞灰含碳量,提高锅炉运行的经济性和安全性,进行了锅炉燃烧调整试验。试验结果显示:该锅炉的飞灰含碳量显著降低,具有很大的经济效益。通过对试验过程进行分析,指出锅炉氧量控制偏低、一次风压偏高、燃烧煤粉颗粒较粗是造成运行中锅炉飞灰含碳量高的主要原因,并对锅炉的运行控制提出了建议。     

对冲旋流锅炉的配风调整试验研究

针对深度空气分级的低氮燃烧技术改造后的锅炉排烟中CO浓度高,飞灰含碳量偏高,减温水用量偏高和受热面容易超温等常见问题。在1台2 070 t/h对冲旋流燃烧锅炉上实施了配风调整优化试验,通过对运行氧量、燃尽风率和前后墙燃尽风配比的综合调整,获得了锅炉运行调节的最优参数。取得了锅炉效率上升1.88%,省煤器出口NOx浓度下降15 mg/m3,过热减温水量下降95.2 t/h,再热减温水量下降10.6 t/h的综合优化成果。     

旋流对冲锅炉低负荷燃烧调整试验研究

某600 MW机组长期运行在低负荷下,从运行数据和试验数据着手分析存在的问题并开展了一系列调整工作。研究表明:分隔屏容易超温是由于一次风风煤比偏大、炉膛火焰中心偏高造成;分隔屏最高点壁温和最低点壁温偏差过大是一次风不平衡以及二次风量两侧偏差共同造成的;D层燃烧器投运后火检波动是由于其自身一次风过大以及二次风配合不合理造成的;结合一系列试验工作和盘面运行调整,上述问题得到缓解。为配旋流燃烧器的锅炉在低负荷运行时提供了可参考的运行思路。     

旋流燃烧锅炉炉内温度场优化的数值研究

采用数值模拟方法对2台600 MW机组旋流燃烧锅炉炉内的空气动力场和温度场进行了分析研究.结果表明:采用旋流燃烧器可改善沿炉膛宽度方向的热偏差状况;运行中增加燃尽风量、减弱二次风旋流强度会导致炉膛出口烟温升高;通过合理组织燃烧器旋向,可使炉膛出口温度场分布更趋于均匀.     

660MW超超临界旋流对冲燃煤锅炉NOx分布数值模拟

利用AnsysFluent14．0软件对某电厂660MW超超临界旋流燃煤锅炉进行NOx生成规律的数值模拟,并将数值模拟结果与现场实际测量结果进行了比较．结果表明：数值模拟结果与现场实际测量结果吻合较好,验证了数值模拟结果的有效性;第1层燃烧器区域生成NOx的体积分数比其他2层高,燃烧器出口附近NOx的体积分数迅速升高到0．001;从第1层燃烧器开始沿炉膛高度方向,NOx体积分数逐渐降低,炉内NOx体积分数最高的区域位于后墙第2层燃烧器上方．