不同燃尽风风量对炉内燃烧影响的数值模拟

对某电厂对冲燃烧锅炉的炉内燃烧进行了数值模拟,在锅炉实际运行工况的基础上,通过改变燃尽风风量占二次风总风量的比例,得到其对炉内温度场和NOx排放质量浓度场的影响.结果表明:从锅炉安全运行考虑,燃尽风风量占二次风总风量的比例不应超过0.30;从NOx排放质量浓度考虑,燃尽风风量占二次风总风量的比例应该控制在0.23以上;综合考虑锅炉的安全性和NOx排放质量浓度,燃尽风风量占二次风总风量的比例应该控制在0.23~0.30.     

燃尽风速的改变对锅炉炉膛内燃烧过程影响的数值模拟

借助计算流体力学软件Fluent,选择合理的数学模型,对1台600MW燃煤锅炉的燃烧过程进行的数值模拟。研究燃尽风风速改变对炉内温度场和混合特性的影响。结果表明:燃尽风风速增大时,炉内气流的旋转强度随之增强,燃尽风的穿透程度随之加强,相对容易穿透到炉膛中心,从而使得烟气与煤粉的混合加剧,有利于增加煤炭燃烧的效率;在一定条件下,随着燃尽风速的增加,炉膛中心的高温区域面积增加,而且相对集中;当燃尽风速增加时,锅炉烟气出口温度随之降低;燃尽风风速为50m/s时炉内燃烧状况最佳。     

燃尽风配风比例对1000MW超超临界锅炉炉内燃烧过程影响的数值模拟

基于Fluent商业软件平台,对1000MW单炉膛双切圆锅炉的燃烧过程进行了数值模拟,模拟结果与试验结果吻合较好。讨论了炉膛速度场与温度场的发展特点以及相互之间的协同性,同时也探讨了燃尽风投运比例对炉膛温度、炉膛充满度以及飞灰中未燃尽碳数量的影响,得到的经验性结论,可为电厂锅炉的优化运行提供参考。     

高原地区燃气锅炉燃尽风技术数值模拟

针对HL75-2.5/260-Q型燃气锅炉在改造中引入燃尽风(OFA)技术,利用数值模拟分析了高原条件下的炉膛内部燃烧情况。在总风量不变的情况下,通过改变燃尽风喷口位置以及燃尽风的风量,对比分析了不同工况下的炉膛内部温度场以及NO_x浓度分布,探究了适合高原地区燃气锅炉运行的燃尽风技术改造方案。结果表明:在炉膛内部折焰角下部高温区域通入燃尽风,可以有效改善其高温区域集中的问题,降低NO_x的生成;在燃尽风风量为10%的工况下,该燃气锅炉NO_x排放较低。     

负荷与燃尽风对NO影响的数值模拟

为研究负荷与燃尽风对NO排放的协同作用规律,对一台1 02 5 t/h煤粉锅炉的燃烧过程进行了数值模拟,分析了不同负荷下,投运、停运燃尽风时炉内的温度、热力型NO与燃料型NO的分布特性,将计算结果与实测结果进行了对比,结果表明,对于所研究的锅炉,燃尽风可更有效控制燃料型NO的排放,而且在100%负荷下效果更显著.在80%负荷下,燃尽风还可降低热力型NO排放;在100%负荷时,燃尽风的投入对炉内O2、CO影响显著;在80%负荷时,燃尽风对温度场影响更显著.     

超临界塔式炉燃尽风对NO_x生成的影响

以某670 MW超临界塔式炉锅炉最大连续蒸发量(BMCR)工况为基准模型,对八角单切圆煤粉炉的分级燃烧进行数值模拟,研究了不同燃尽风率下NO_x的生成及分布特性,分析了NO_x的排放规律,并与现场实际运行测试数据进行比较.结果表明:当燃尽风率由0.040增大至0.207时,炉内峰值温度降低80K,出口NO_x质量浓度从535mg/m~3降低到373mg/m~3,说明燃尽风率变化对NO_x的影响较大;综合比较O_2质量分数和温度,实际运行中燃尽风率不宜超过0.2.     

配风方式对往复炉燃烧特性影响的数值模拟研究

本文利用FLUENT软件建立了往复炉燃烧的数值模拟模型,对四种常见的配风方式,利用数值模拟的方法,分析不同配风方式引起的炉内流场、前后拱平均温度、炉排上热流密度分布等的变化,并做出配风方式对燃烧影响的评价,从而为往复炉选用最佳配风方式提供了依据.     

燃尽风对燃气锅炉燃烧特性影响的模拟研究

针对某台额定蒸发量为75 t/hπ型燃气锅炉NO_x排放量较高的问题,在过量空气系数为1.2的条件下,采用空气分级低氮燃烧方式对其进行改造,在燃气流量一定的条件下分别对原工况以及5种不同燃尽风风量改造方案下炉内温度分布、氧气及NO_x质量浓度分布进行数值模拟,确定了较优的燃尽风风量占比。结果表明:在NO_x质量浓度最高的区域添加燃尽风,新鲜冷空气加入明显降低了炉膛内高温区域的平均温度,有利于降低NO_x的生成;综合考虑炉膛内温度分布及出口截面NO_x排放质量浓度,燃尽风风量占比为10%的改造方案较优。     

600MW锅炉炉内流动与燃烧过程的数值模拟

应用Euleriam/Lagrangian方法对四角切向燃烧炉内的流动、传热和燃烧过程者了数值模拟研究。为了获得较好的精确度,以实验数据为参照,进行了ＲＮＧ k－ε模型和 k－ε模型的比较,并采用新的方法对粒子紊流扩散进行了处理。最后,还对温度偏差进行了研究。     

高速燃尽风射流对NOx与CO协同控制的模拟研究

针对某75 t/h四角切圆煤粉电站锅炉采用深度空气分级脱硝后带来的CO浓度提升问题,提出了高风速燃尽风射流对NO_x与CO协同控制的方法。使用计算流体力学(CFD)数值模拟方法,研究了该技术的工作原理以及对火焰燃烧特性的影响。研究结果表明:(1)对传统空气分级,燃尽风风率从20%增加到40%时,锅炉出口NO_x质量浓度从450 mg/m~3降低到263 mg/m~3,同时折烟角处CO质量浓度从15.5 mg/m~3增加到428.3 mg/m~3;(2)采用高速燃尽风,燃尽风风率为40%,风速提高至82 m/s,可以保证NO_x与CO同时有效控制;(3)高风速对CO燃尽的原因,归因于在炉内形成一个大回流区,此处有氧浓度高、停留时间长、湍流强度高等特点,这些都促进了CO燃尽,模拟也表明高风速燃尽风喷射不影响炉内煤粉燃烧过程。该新工艺的提出与数值模拟研究,对深度空气分级脱硝与CO同时控制的工业应用有一定理论指导意义。     

横向风对直接空冷系统影响的数值模拟

自然风特别是横向风对直接空冷机组的安全、经济运行有着重要的影响.利用商业软件FLUENT,采用标准k-ε模型对横向风对空冷平台流场影响进行了三维数值研究,分析了不同速度的横向风对空冷平台温度场、速度场的影响.模拟结果表明:随着横向风速度的增加,空冷平台上部热空气的扩散受到严重阻碍,热风回流现象加剧,严重影响机组正常运行.提出了在空冷散热器之间加设挡板及将挡风墙下延的空冷平台优化措施,经验证能够有效抑制热风回流现象.     

同心反切燃烧锅炉四角配风不均对炉内多相流动的影响

四角切圆燃烧锅炉中各角一、二次风风速均衡是提高锅炉燃烧效率 ,防止炉内火焰中心偏移、炉膛结渣的重要因素。但大容量锅炉多采用直吹式制粉系统 ,且送粉管道阻力不均 ,燃烧器数量众多 ,易发生配风不均。采用数值模拟方法对采用同心反切二次风系统的某 3 0 0MW四角切圆燃烧锅炉四角配风不均对炉内多相流动特性进行了多工况模拟。获得了配风不均对炉内切圆中心、颗粒运动轨迹、贴壁风速等的影响。同时就配风不均对采用同心反切二次风系统和不采用二次风反切技术的四角燃烧系统的影响进行了比较 ,结果表明 ,采用同心反切系统的四角燃烧锅炉对配风偏差更为敏感 ,应引起设计和运行人员的注意     

方形卧式分离器两相流场的数值模拟

方形卧式分离器是一种结构简单、布置方便、效率高的新型分离器，为掌握其内部流动特性，对该分离器内部紊流气固两相流动进行了数值模拟，采用雷诺应力模型(RSM)模拟气相流动，采用离散相模型(DPM)的非耦合法追踪颗粒运动轨迹，揭示了该分离器的流动与分离机理。计算结果表明：气固两相流在离心力作用下绕排气管流动，进入排气管时由内旋流转为外旋流，在排气管处形成强旋涡，同时计算并显示了入口速度为20m／s时1μm、50μm和500μm颗粒的运动轨迹。图10参7     

直接空冷机组凝汽器加装下挡风墙的数值模拟

利用CFD软件对某300 MW机组空冷岛的换热进行了数值模拟,分析了不同风速对直接空冷凝汽器换热效率的影响,提出在空冷岛上加装下挡风墙,以减小热风回流对空冷岛换热的影响.计算结果表明:随着环境风速的增加,热风回流量也增大,换热效率随之降低;加设10 m下挡风墙后,空冷平台总的换热效率提高了13%以上.     

一次风喷口速度分布对四角切圆燃烧锅炉炉内空气动力场影响的数值研究

采用标准κ-ε湍流模型和近流线的数值模拟方法，对四角切圆燃烧锅炉炉内的空气动力场进行了数值研究，得到了实际一次风喷口出口两侧存在速度差对炉内空气动力场的影响情况，并与通常把一次风喷口出口速度均匀处理后数值模拟结果进行比较，其对比结果对于电厂的实际运行具有重要的参考价值。图14参7     

燃煤过程中亚微米颗粒生成的数值模拟

由于煤粉燃烧过程中煤灰的汽化、成核、凝结等物理化学过程是炉膛中亚微米颗粒形成的主要途径,借助CFD软件平台, 针对1台92.9kW卧式炉,对此进行了数值研究,计算得到了炉内的温度分布、氧浓度分布和亚微米颗粒数量浓度和质量浓度分布。计算结果显示,炉膛温度是亚微米颗粒生成的主要因素,相对于温度来说,氧浓度的影响不;分级燃烧通过降低炉膛温度可以实现降低亚微米颗粒排放的目的。计算结果对于从理论上分析亚微米颗粒的形成机理和影响因素具有积极意义。图10表2参12     

文丘里管内气固两相流动的数值模拟和实验

文丘里流量计以价格低廉、结构简单、运行稳定和安装方便在单相流体测量中得到了广泛的应用.通过多年的实验研究和理论分析,文丘里管被认为是传统的差压流量计中最适合用于气固两相流流量测量的仪表.利用双流体模型对文丘里管内的气固两相流动进行了数值模拟,分析了气相和固相物质间的相互作用和流动形式,仿真结果验证了模型的准确性.     

空冷平台外部流场的数值模拟

采用SIMPLE算法和k-ε模型,以我国某600MW直接空冷电厂为例,对其空冷平台外部流场进行了数值模拟.分析了不同风速对直接空冷凝汽器换热效率的影响,阐述了热风回流现象产生的原因.结果表明:随着环境风速的提高,空冷凝汽器的换热效率先升后降,理论上存在换热效率最佳的风速值;热风回流使冷空气吸入量减少,并降低了换热偏差,因而影响了换热效率.     

超超临界锅炉炉内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1000 MW超超临界单炉膛双切圆煤粉炉内的燃烧过程进行数值模拟．着重研究了单炉膛双切圆燃烧特性、炉内焦炭燃烧特性及NO生成特性。结果表明：燃烧器前后墙布置导致炉内气流呈椭圆形，NO生成总体水平较低，焦炭燃尽效果较好，但在炉膛高度方向40m以上的区域，烟气高温区及大量未燃尽焦炭偏向前墙附近，且未燃尽焦炭在辐射屏区逐渐燃尽。针对这一问题提出了解决方案，结果表明：改进后的工况明显提高了焦炭的燃烧速度．使其在屏区以下基本燃尽，NO2排放量也有所降低。     

旋流对高温空气燃烧影响的模拟研究

以工业炉的高温空气燃烧技术应用为背景,对一个同心式轴向旋流高温空气燃烧器单烧嘴燃烧室内的高温空气燃烧特性进行了模拟研究。湍流输运方程采用RSM模型,气相燃烧模型采用函数的PDF燃烧模型,辐射换热过程采用离散坐标法模拟,NOx模型为热力型。以天然气为燃料,在预热空气温度为1 273 K,空气含氧量为8%。燃烧总过量空气系数为1.1的条件下,进行了数值模拟计算,讨论了旋流角度和燃烧器的螺旋伸展长度等参数对NOx排放、局部温度、氧浓度和CO浓度分布等的影响。结果表明,旋流燃烧器能进一步降低NO排放,使燃烧更加完全。当螺旋肋片伸展因子R=2,燃料/空气速度比a=1.09,旋流角度θ=180°时,NO排放浓度最小,出口NO的摩尔分数为12.9×10-6,出口CO的摩尔分数为29×10-6。而当旋流角度θ=0°时(直射流),出口NO的摩尔分数为31.7×10-6,出口CO的摩尔分数为372×10-6。