480t/h锅炉空气分级燃烧优化数值模拟

为降低NOx排放,对某电厂480t/h锅炉空气分级燃烧改造数值模拟与优化,研究了分离燃尽风、切圆变化、煤粉细度变化对锅炉炉内温度场、NOx浓度分布和煤粉燃尽率的影响。模拟结果表明:空气分级改造后NOx排放浓度约为250mg/m3,较改造前降低约48%;切圆减小后,煤粉气流偏墙现象明显改善,水冷壁的结渣及高温腐蚀趋势降低;煤粉细度减小以后,煤粉燃尽率提高至97.56%,NOx排放浓度为248mg/m3,略有降低。     

电站煤粉锅炉燃烧器改造数值模拟分析

某电站锅炉为高温高压、四角切圆燃烧、中储式固态排渣锅炉。原锅炉是为了燃烧贫煤设计的,现改为燃烧优质烟煤,锅炉炉膛的设计截面热负荷升高,锅炉高负荷燃烧烟煤时在燃烧器区域结渣,因煤种类发生重大变化须进行锅炉燃烧器改造。该文对锅炉燃烧器进行改造前后的炉膛内煤粉燃烧过程进行了多相流燃烧数值模拟计算研究,通过对比燃烧器改造前后锅炉炉膛内气流速度流场、温度场分布、煤粉颗粒炉内的运动轨迹以及煤粉颗粒燃尽距离位置,来了煤粉燃烧情况,分析改造前后炉内的结焦情况。数值计算结果表明,改造后炉内切圆组织性好,煤粉刷墙的现象改善,高温煤粉颗粒更集中于炉膛中部,从而有效地缓解炉内的结焦状况。     

600MW烟气超低排放锅炉水冷壁的失效分析

为满足当前对大气环境质量越来越高的要求,现有燃煤锅炉必须实现超低排放改造才能达到大气排放标准,其中锅炉的低氮燃烧改造是必由之路。锅炉改造后燃烧工况发生了变化,易造成水冷壁的高温化学腐蚀产生裂纹失效。以某600 MW锅炉为例,通过金相和能谱等手段分析了化学腐蚀的特性,结果表明:水冷壁的高温腐蚀主要是由煤燃烧产生的硫化物对水冷壁高温硫化的作用,加之热交变应力形成腐蚀裂纹。提出了预防发生高温化学腐蚀的措施,即减小外二次风旋流强度,增强炉膛中心氧浓度,使主燃区中心燃尽率提高,减少腐蚀气体生成;在锅炉侧墙易腐蚀部位增加贴壁风,减小腐蚀气体浓度;在腐蚀区域喷涂防腐蚀层,使金属外壁与燃烧气氛隔离开;通过上述措施可阻止进而抑制腐蚀裂纹的产生。     

1000 MW超超临界双切圆燃烧锅炉结焦与高温腐蚀防控研究

针对一台1 000 MW超超临界双切圆锅炉结焦及水冷壁高温腐蚀问题,采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和X射线荧光光谱(X-ray fluorescence,XRF)表征分析了锅炉结焦及高温腐蚀机理,结果表明：煤中钠、钙的赋存降低了煤的灰熔点,造成锅炉结焦;硫化物型高温腐蚀是该锅炉高温腐蚀的主要类型。通过配煤掺烧及配风调整对入炉煤质、燃烧器配风方式的优化发现,选用低硫低结焦性煤进行混配,能够有效缓解炉内结焦问题。同时,锅炉总风量的提高与燃烧器二次配风的合理调整能有效降低炉内还原性气氛浓度,缓解炉内高温腐蚀问题。通过数值模拟方法对锅炉腐蚀倾向的预测结果表明,炉内热角区域需要通过加设贴壁风或水冷壁喷涂等方式进一步预防高温腐蚀。     

利用正交法进行燃烧优化的试验研究

利用正交法研究了氧量、风箱炉膛差压、煤粉细度及配风型式对锅炉效率、NOx排放量的影响。通过试验发现,影响锅炉毛效率的因素依次是氧量、风箱炉膛差压、配风方式、煤粉细度;影响锅炉净效率的因素依次是氧量、煤粉细度、配风方式、风箱炉膛差压;影响NOx排放量的因素依次是配风方式、氧量、煤粉细度、风箱炉膛差压。     

炉内CO测量在防高温腐蚀中的应用

一直以来,高温腐蚀是很多火力发电电站锅炉的痼疾,在锅炉运行过程中,无法监测和判断正在运行的锅炉水冷壁是否正在发生高温腐蚀,因此运行人员也就无从调整。等到停炉甚至因腐蚀爆管后,才能在炉膛内观察到高温腐蚀已发生,这种被动和无法预知给锅炉安全运行带来很大的安全隐患。该文针对高温腐蚀发生的原因,采用炉内水冷壁区域烟气中CO的在线测量技术,通过被测量区域CO的浓度值与高温腐蚀的对应关系,确认炉内燃烧是否出现还原性气氛过浓或火焰刷墙,并进行相应的运行调整,以防止或减轻锅炉水冷壁发生高温腐蚀的现象。     

1 000 MW燃煤机组不同负荷锅炉传热特性

以1 000 MW超超临界塔式锅炉为研究对象,建立了锅侧和炉侧的三维耦合传热计算模型。基于锅炉的设计参数,采用该模型计算了锅炉传热过程。对超超临界锅炉不同负荷条件进行数值模拟,分别选取锅炉的最大连续蒸发量（boiler maximum continuous rating,BMCR）工况、75% BMCR工况和50% BMCR工况来考察机组在调峰时锅炉传热规律。通过对炉侧炉膛壁面、炉膛内部、炉膛水平截面温度和热流分布以及水冷壁管壁和工质温度分布的分析,发现BMCR工况、75% BMCR工况的温度和热流在炉膛内的变化趋势一致,而50% BMCR工况的温度变化缺乏一般性规律,并且在螺旋水冷壁区域容易出现传热恶化现象。     

660 MW锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及应对措施

某厂锅炉水冷壁发生高温腐蚀现象,通过煤质分析、腐蚀形貌观察和腐蚀产物分析等方法研究了导致腐蚀的原因。结果表明:产生高温腐蚀的主要原因为机组实际燃煤硫分含量较设计偏高,燃烧器设计缺陷导致炉内强还原性气氛和定期的大出力试验使大量煤粉聚集粘结在水冷壁鳍片附近造成的。为此,提出了调整煤粉细度,燃烧器局部改造,燃烧优化调整等建议。     

某锅炉水冷壁腐蚀原因分析及其改进措施

针对某电厂锅炉水冷壁管的严重腐蚀问题,通过宏观形貌检查、化学成分分析、微观组织分析及能谱分析等方法进行了系统分析。结果表明:该锅炉燃用高硫煤时,炉膛火焰中心偏斜导致水冷壁局部出现还原性气氛,产生硫化物型高温腐蚀。最后针对具体原因,提出了控制燃煤质量、调整燃烧、增加贴壁风等改进措施,有效地解决了该锅炉水冷壁高温腐蚀问题。     

循环流化床锅炉二次送风结构影响的数值模拟

利用CFD软件Fluent,基于颗粒动力学理论的双流体模型对循环流化床锅炉的3种二次风送风结构对炉膛内气-固两相流宏观流动特性的影响进行数值模拟,将3种结构下的计算结果进行对比分析。结果表明:二次风通常采用90°垂直入射的情况下,炉膛内颗粒的环-核分布结构及上稀下浓的分布不均匀性达到最大;二次风进口入射角为与轴向方向成60°向上入射情况下,炉膛内颗粒主要分布在炉膛中上部区域,不均匀程度减小,最有利于炉膛内的燃烧和提高传热效率,同时得到二次风的射流深度最大;二次风送入结构为渐缩型入射口的情况时,二次风射流深度最小,炉膛内偏流现象明显,在本文的操作条件下,并没有达到喷射的设计效果,还有待于进一步的研究。     

电厂风粉在线监测装置的应用分析

在实际运行过程中,一次风进入炉膛的速度和所含煤粉的浓度以及各个煤粉燃烧器的风粉均匀性对炉内燃烧工况的稳定和锅炉的燃烧效率会直接影响锅炉的燃烧安全性能和经济性能。该文简单介绍了风粉在线监测装置在电厂中应用的初步方案及风速和煤粉浓度的测量原理,并通过预算费用和经济效益分析,指出风粉在线监测装置可以降低发电成本,同时可以进一步提高机组安全性,提升锅炉运行自动化水平,并有助于提升电厂的竞争能力。     

置换通风空调房间气流分布的数值模拟

传统的置换通风空调房间气流分布的数值模拟大多采用高Re数K-ε紊流模型,该方法难以体现出置换通风具有的浮力流和低Re数流动现象.本文应用LB低Re数K-ε模型,对使用置换通风空调房间的气流分布进行三维数值模拟,得到气流的速度场和温度场;对模拟结果分析和总结,得到了这种通风方式气流分布的一些特点和优点.     

循环流化床锅炉循环回路的数值模拟与仿真

为研究循环流化床锅炉循环回路内的流动特性并提高燃料利用率,建立锅炉循环回路三维模型,并结合质量守恒方程和流动介质运动方程进行气-固两相流数值模拟与仿真分析。通过对横截面内固相含量分布云图的观察与剖析,得到了固相在炉膛内的分布规律。通过对不同截面固相体积分数的计算,获得了炉膛内轴向方向上固相的变化规律。对不同时间段炉膛内的压强进行计算,得到了炉膛内压强随时间变化的规律。通过分析速度矢量图,得到了炉膛内速度在空间上的分布规律。研究结果为循环流化床锅炉的改进设计和提高热利用率提供有利的借鉴。     

采用近流线网格对NOx生成过程的数值研究

应用Fluent软件对某电厂450t/h四角切圆锅炉的燃烧过程进行数值模拟研究。通过对满负荷进行模拟计算,得到了炉内流场分布、温度场分布和各组分场分布。结果表明:ICEM所划分的近流线网格及所选择的计算模型能够满足炉内流动的计算要求;燃烧器射流区域氮氧化物大量生成,由于主燃区整体处在还原性气氛下,NO浓度会逐渐减少,随着燃尽风的给入NO浓度会有微量的升高,计算得炉膛出口处NOx与现场测量值非常接近。     

电站锅炉金属的外部腐蚀

动力设备的运行可靠性和经济性,在颇大程度上取决于锅炉的受热面、紧固件和烟道的状态。因此,制定防止锅炉金属外部腐蚀的措施,是热力工程方面一项极为迫切的任务。由于燃料品种、设备结构和运行方式等各有特点,发生的腐蚀现象是多种多样的,但基本上可以归纳为两种情况,即低温腐蚀和高温腐蚀。当金属温度低于烟气露点时,管式、再生式空气预热器的低温段受热面,以及烟道和烟囱等均受到低温腐蚀。当然用含硫燃料时,腐蚀的性质是相同的。而燃用固体燃料时汽包锅炉和直流锅炉的炉膛水冷壁     

浅谈锅炉燃烧的调节方法

锅炉燃烧工况的好坏直接影响着锅炉机组及整个发电厂运行的安全和效益。燃烧过程是否稳定直接关系到锅炉运行的可靠性,锅炉燃烧的好坏直接影响锅炉运行的经济性,燃烧过程的经济性要求合理的风与煤粉的配合,及保证适当的炉膛温度。     

电雷管在电厂锅炉结焦爆破清除中的应用

电厂正常运行过程中锅炉结焦现象较为普遍,严重影响锅炉运行的安全性、可靠性和经济性。针对我国自2008年起淘汰火雷管的实际情况,在焦作电厂采用电雷管代替火雷管爆破清除锅炉炉膛结焦的新方法,经过两年多的实践,解决了电雷管在高温环境下不发生早爆,以及保证雷管脚线和起爆母线在高温环境下不发生熔断或短接的技术问题,成功地对锅炉炉膛结焦进行了爆破清除。其经验可供类似工程参考。     

W火焰锅炉低NOx燃烧改造及数值模拟预测

对某600 MW超临界W火焰锅炉氮氧化物排放高的原因进行全面分析,提出相应低NOx燃烧改造方案,并对不同改造方案通过全炉膛燃烧过程的热态数值模拟进行优化设计,模拟结果表明:通过增设燃尽风、更换新型低NOx燃烧器等措施,能够在不影响锅炉效率的前提下,有效降低炉内NOx的产生.数模预测结果与实际改造后的性能考核试验结果对比...     

锅炉水冷壁爆管分析

锅炉水冷壁发生了钝边和无明显塑性变形爆管。通过对失效的锅炉水冷壁管进行宏观检查、化学分析和金相试验以及X射线衍射分析，发现该管向火侧外壁(烟气侧)发生了导致管壁严重减薄的高温硫腐蚀和内壁(水侧)垢下酸性腐蚀，而垢下腐蚀产物为氢原子渗入基体与Fe3C反应生成的CH4，由它引发沿晶微裂纹，最终由氢致裂纹引起管材失效。     

翅片管式气-液换热器变工况下传热特性研究

采用FLUENT软件对高温空气-混合硝酸盐在翅片管式换热器中的换热进行了三维数值模拟,研究其换热与流动特性。模拟主要考察对于不同压力工况下及不同Re数的高温空气,换热器的换热及阻力特性。计算结果表明:随着空气侧流速及空气压力的增加,空气侧表面换热系数都有显著增加,同时流动阻力也有所增加。低压力工况时的换热及阻力特性曲线几乎随空气流速呈线性相关,高压力工况流动和换热呈非线性趋势。将数值模拟结果与实验结果进行了对比,对数值模拟结果的准确性进行了验证,并得出了流体物性对换热器性能的影响,给出了翅片管换热器在不同条件下的换热准则方程式。