四角切圆燃烧锅炉炉内过程热态数值模拟

采用非预混燃烧模型,用标准κ-ε紊流模型模拟气相湍流运输,用P-1辐射模型计算辐射传热,对煤粉挥发分的释放采用了双匹配速率模型,对气相流场采用非错列网格的SIMPLE方法来求解,对固体颗粒相的求解则采用随机的颗粒轨道模型。采用Fluent6.1软件对四角切圆燃烧煤粉锅炉的炉内过程进行数值模拟,分析了炉膛内温度场、速度场和气相各组分的浓度场的分布规律,并对模拟结果进行分析与对比,计算结果呈现出与实际炉内过程定性上较好的一致性．为研究四角切圆燃烧锅炉炉内过程提供了参考。     

1GW单炉膛双切圆炉内煤粉燃烧过程的数值模拟

采用计算流体力学软件PHOENICS,选择合理的数学模型,对1台1GW超超临界单炉膛双切圆炉内的煤粉燃烧过程进行数值模拟,得出了炉内主燃区各截面上的速度场以及温度分布规律。结果表明,燃烧器布置在前后墙导致主燃区下﹑中层区域炉内气流为斜椭圆形,上部区域为长轴基本平行于两侧墙的椭圆形;温度在斜椭圆长轴所指的水冷壁附近局部区域较高,形成“热角”区域,在其它主燃区的水冷壁附近温度较低,且在温度较高的水冷壁附近均存在气流刷壁现象,热态运行时易形成高温腐蚀和结渣条件;针对这一问题,改变主燃区配风方式,因此,综合考虑结渣、焦炭燃尽效果以及NO排放量这几个因素,正宝塔配风方式下的工况较优。     

700MW锅炉炉内煤粉切圆燃烧过程的数值分析

综合考虑了煤粉燃烧过程涉及到的基本模型,对三菱公司生产的MB-FRR型锅炉(最大连续蒸发量为2 290t/h)的3种燃烧工况(100%、75%、50%)进行了数值模拟,并将模拟得到的炉膛内的速度场和温度场的分布与锅炉试验实测数据进行了分析比较.另外,重点对锅炉负荷降低后的炉内温度场变化进行分析,发现随着负荷的降低,在燃烬风喷射区域等温线会向炉膛中心轴线收缩,炉内的高温区域会有所缩小.提出了优化燃烧的方法,这对于切向燃烧锅炉的设计和运行具有一定的参考价值.     

上置式卫燃带对锅炉燃烧影响的数值模拟研究

湖南某电厂300 MW锅炉原设计煤种是挥发分较低的河南贫瘦煤,实际运行中,为了稳定燃烧,在无烟煤中掺烧少量的烟煤,导致炉内温度过高结焦严重。大面积布置在主燃烧区的卫燃带被认为是主因。针对此问题,提出了调整卫燃带面积与布置位置,改到燃烧器区域上方的方案。通过锅炉热力计算确定了敷设面积,对炉内燃烧过程采用三维数值模拟,分析卫燃带位置与面积对卫燃带表面结焦特性及燃烧效率的影响。对该厂300 MW锅炉进行数值模拟,结果表明炉内结焦明显改善。改造后,利用raynger 3i型炉膛红外测温仪采集了主燃烧区温度,在电厂运行数据中获得炉膛出口温度、锅炉效率。实际运行结果表明:效果良好,模拟与实际相吻合。表明该方案的有效性与实用性。     

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。     

300 MW锅炉卫燃带改造对燃烧影响的数值模拟

针对某电厂一期2×300 MW煤粉锅炉煤质变差引起的过、再热蒸汽温度低、炉内燃烧不稳定及燃尽率低等问题,提出了在主燃区下部区域水冷壁敷设一定面积的卫燃带的改造方案。用Fluent 6.3数值模拟软件对改造前后的燃烧工况进行了对比,分析了卫燃带的布置方式对炉膛温度场分布、焦炭的燃尽率和结渣性能的影响,依此设计出比较理想的布置方式。研究表明合理的卫燃带布置方式有助于解决锅炉目前存在的问题。     

六角切圆锅炉炉内气流切圆特性的数值模拟研究

采用κ-ε双方程湍流模型和颗粒随机轨道模型，对六角切圆燃烧锅炉炉膛内的气流切圆特性进行数值模拟研究，并针对其存在的受热面结渣问题，通过改用一、二次风同心双切圆（CFS－1）的布置形式，与原始设计工况进行对比，寻求切实可行的解决工程实际问题的措施。     

应用计算机模拟技术分析预测炉内煤粉燃烧过程

本文把湍流理论、辐射理论以及煤粉燃烧理论应用于锅炉燃烧室三维流动、气固两相、带化学反应的燃烧过程的数值计算，给出了数学模型、解法和边界条件的处理方法。运用所编制的计算软件对４２０ｔ／ｈ锅炉进行了燃烧过程的数值模拟，其结果能反应该类锅炉的燃烧过程。     

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。     

数值研究大屏对四角切向燃烧煤粉锅炉炉内流动与燃烧过程的影响

为分析大屏对炉内流动、传热与燃烧过程的影响,该文对有、无大屏的工况进行了对比计算,结果表明,大屏削弱了炉内上部旋流,并使大屏后方出现“气流短路”现象,使局部流量增加,流速加大,局部换热加强,大屏的存在对四角切向燃烧煤粉锅炉的局部超温爆管现象有直接的影响。图６ 表２ 参５     

600 MW 机组四角切圆锅炉低氮燃烧改造及运行调整

利用空气分级燃烧技术对某电厂600 MW机组四角切圆燃烧锅炉进行了低NO_x燃烧改造,对改造前后的NO_x排放浓度进行了对比分析。试验结果表明,通过低NO_x燃烧改造,锅炉NO_x排放浓度明显下降,在机组负荷大于350 MW时,锅炉NO_x排放浓度降低接近50%。调整试验结果表明,SOFA风量、辅助风风门开度、二次风箱与炉膛差压等对NO_x排放影响较大。     

锅炉燃烧状态的数值模拟和改造方案

以1台50 MW燃煤发电机组为研究对象,对炉内燃烧状态进行了数值模拟,结果表明锅炉费斯顿管上部的温度比下部的温度约低100 ℃,中间位置处的温度比两边位置处的要高,这样将造成费斯顿管下部以及位于中间处的费斯顿管易结焦.分析原因主要是燃烧器布置不太合理,针对其存在的问题,提出了2种改造方案,并对这2种方案进行了比较.     

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.     

600MW机组锅炉低NO_x燃烧系统改造数值模拟

针对某亚临界600MW机组锅炉NOx排放量较高的问题,提出了沿炉膛高度垂直方向空气分级和主燃烧区域水平方向空气分级的复合空气分级改造方案。利用数值模拟软件Fluent,分析了不同分离燃尽风高度和间距对炉内燃烧温度、CO浓度及NOx排放量的影响。结果表明:数值模拟结果能够很好地反映炉内燃烧情况;空气分级燃烧使主燃烧区温度降低,炉膛出口温度升高,CO体积分数升高,NOx排放浓度明显降低;通过对4个模拟工况NOx排放、炉膛出口烟温及锅炉效率的对比分析,得出C2工况为最佳布置方式。     

六角切圆锅炉低氮燃烧器改造前后燃烧特性的数值研究

为了研究褐煤燃烧六角切圆锅炉的燃烧稳定性问题,采用数值模拟技术对六角切圆锅炉低氮燃烧器改造前后的燃烧特性进行了计算,分析了改造前后炉内温度场、CO浓度以及燃尽风对整个炉内温度场的影响,并对燃烧器改造后炉内燃烧过程进行了试验。试验结果表明,低氮燃烧器改造后炉内温度场比改造前有了很大的改善,炉膛整个充满度较好,燃尽风的加入减少了炉膛出口飞灰可燃物,对煤粉的燃尽起了积极地作用,提高了燃烧效率和锅炉效率,但CO浓度有所增大。     

哈锅670 t/h锅炉炉内冷态流场数值模拟

对 HG-670 /1 40 -9煤粉炉燃烧器改造后的炉内冷态流场进行数值模拟 ,分析了炉内燃烧区烟气的速度分布及压力分布。结果表明该型号锅炉改造后在额定工况下运行时炉内可形成良好的切圆 ,无一次风贴壁现象 ,不会发生壁面结渣 ,同时避免了壁面处高温腐蚀现象的发生