四角切圆燃煤锅炉不同燃尽风量下的燃烧特性数值模拟

对某300 MW机组四角切圆燃煤锅炉进行燃尽风配风方式的数值模拟,将模拟结果与实际检测结果进行对比,验证了模型的准确性。模拟结果表明,炉内燃烧温度分布均匀,未出现火焰偏斜、冲墙等现象;在负荷一定的情况下增加燃尽风量,有利于降低排放的NO_x质量浓度;在高负荷下4台磨煤机运行时,应尽量开大上级燃尽风门开度,进一步降低NO_x质量浓度,而飞灰中碳质量分数和煤粉燃尽率等指标变化较小;在较低负荷下3台磨煤机运行时,在保证一定燃尽风量的条件下,应尽量运行下级燃尽风而停运上级燃尽风,不仅有利于维持较低的NO_x质量浓度,而且可以保证锅炉的燃烧效率。     

墙式分离燃尽风对660MW切圆燃烧锅炉烟温偏差影响的数值模拟研究

为研究墙式分离燃尽风(separated over-fire air,SOFA)对切圆燃烧锅炉烟温偏差的影响效果,对1台660MW四角切圆燃烧锅炉开展了多工况炉内流动、燃烧和污染物排放数值模拟,研究了墙式SOFA风率和摆角对锅炉烟温偏差的影响。结果表明:SOFA风量增加,使得炉膛出口烟窗截面温度分布不均匀系数和炉膛出口截面烟温偏差减小,并且有利于降低NO_x排放量,但对煤粉燃尽率影响不大;SOFA喷口水平摆角增大,有利于降低锅炉烟温偏差;SOFA喷口向下摆动,有利于降低锅炉烟温偏差。     

墙式燃尽风水平摆角及风量偏置对四角切圆锅炉烟温偏差影响的模拟与试验研究

针对存在汽温偏差的某660 MW四角切圆锅炉,采用数值模拟与试验方法研究了墙式燃尽风水平摆角以及风量偏置对烟温偏差及燃烧特性的影响.模拟结果与现场实际情况吻合较好.模拟结果表明,左右墙燃尽风均等垂直送入炉内时,左侧烟气温度高于右侧,存在明显烟温偏差,现场实际运行中也表明存在明显汽温偏差.燃尽风顺时针与主气流反切送入炉内...     

燃尽风对300MW锅炉燃烧特性影响的数值模拟

对1台采用SOFA低NOx燃烧技术的亚临界300 MW锅炉进行数值模拟,研究了燃尽风率、燃尽风摆角对炉内温度场、燃尽率及NOx排放的影响。计算和分析结果表明,增大燃尽风率、加大燃尽风摆角均可在对锅炉效率影响不大的前提下,最大限度地抑制NOx的生成,但抑制效果有限。针对改造后NOx排放量达不到设计值这一问题,提出了提高燃尽风高度这一设想,并与在原设计高度下降低NOx排放的能力做了比较。     

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。     

双切圆锅炉燃尽风减轻烟气速度偏差试验研究

针对目前国内反向双四角切圆锅炉左右两侧存在的汽温偏差问题,结合宁夏某1 100 MW反向双四角切圆锅炉,分别从锅炉燃烧时不投燃尽风、投入燃尽风且燃尽风水平垂直方向均置零位、投入燃尽风且燃尽风下摆30°、投入燃尽风且燃尽风反切10°四种工况对锅炉烟温的偏差的影响进行了分析。结果表明:燃尽风反切10°时能够扰乱原有切圆方向,消旋作用最强,为同类型机组燃尽风解决左右两侧烟温偏差问题提供了理论与实践依据。     

电站锅炉空气分级燃烧的数值模拟

阐述了电站锅炉采用空气分级燃烧降低NOx排放的原理及其技术关键。针对目前应用效果最好的组合空气分级燃烧技术,以一台600 MW超临界锅炉为例,应用数值模拟软件分别对采用一级分离燃尽风方式和两级燃尽风方式的组合空气分级燃烧进行了数值模拟,模拟结果与实测值基本吻合。结果表明,与一级分离燃尽风方式相比采用两级分离燃尽风方式时NOx的排放量更低,水冷壁表面的热流密度较均匀;同时两级分离使燃烧推迟,飞灰含碳量及屏底的烟温较高,通过合理调节燃尽风配比和燃烧器摆角可以避免锅炉效率下降和管壁超温。采用两级分离燃尽风的组合空气分级燃烧技术具有更好的应用前景。     

不同因素对锅炉燃烧流动的影响分析

为探究锅炉燃烧流动规律,就不同过量空气系数、不同分离燃尽风比率、不同二次风配风方式以及不同摆角对锅炉燃烧和NOx排放规律的影响进行了数值分析.结果 表明:在炉膛高度方向10～30 m范围内,协同角迅速从82°降低至70°,然后剧烈波动;在30m以上高度范围内,协同角呈抛物线分布规律;协同角随过量空气系数、分离燃尽风比率...     

四角切圆燃烧锅炉主、再热蒸汽汽温偏差和管壁超温的分析及处理

对A电厂660 MW机组和B电厂680 MW机组四角切圆燃烧锅炉采用调整燃尽风水平摆角方法解决锅炉主、再热蒸汽温度偏差和管壁超温的措施进行试验.结果表明,调整燃尽风水平摆角改变了燃尽风的切圆大小,进而改变了烟气流在出炉膛时的流场分布.A电厂6号机组和B电厂5号机组调整AA风摆角后,两侧主蒸汽温度差消除,过热器壁温降低,且不再超温.     

一种通过燃尽风垂直摆角偏置调整锅炉再热汽温偏差的方法

采用切圆燃烧方式的煤粉锅炉,由于存在残余旋转,容易出现的再热汽温偏差问题。基于数值模拟分析及实际工程调整,提出了一种通过燃尽风垂直摆角偏置手段调整锅炉再热汽温偏差的方法。     

减少四角切圆燃烧锅炉NO_x生成的运行调整

NO_x是燃煤电站排放的主要污染物之一。控制锅炉燃烧能减少NO_x的生成,有利于降低燃煤电站的NO_x排放量。针对某四角切圆燃烧煤粉锅炉,分别调整过剩空气系数、二次风配风方式、燃尽风量、磨煤机出力分布、周界风、偏转二次风以及煤粉细度等因素,总结出各因素对NO_x的影响趋势,并经过合理调整,将NO_x生成量降低了近28%。结果表明,炉膛内氧气浓度和分布状况决定了NO_x的生成情况,采用低氧燃烧和空气分级燃烧能有效减少NO_x的生成。     

低负荷下四角切圆锅炉NOx优化控制

为解决燃煤机组在深度调峰下NO_x排放过高的问题,针对某600 MW四角切圆燃煤锅炉的燃烧特性开展数值模拟,分析在30%额定负荷下,燃尽风量、配煤-配风方式和燃尽风来源对炉内温度场、组分场和燃尽率的影响。结果表明：30%额定负荷下,增加燃尽风量可有效减少NO_x的生成,与原工况相比,工况3的NO_x减排率达到11.9%;主燃区采用正塔配煤、倒塔配风方式时,虽然炉膛出口温度稍有下降,但工况9的NO_x减排率可达14.2%;高速射流燃尽风能够穿透主烟气气流参与燃烧,可使工况16的NO_x减排率高达17.8%。低负荷下,采用热一次风代替燃尽风并优化燃烧的方式可有效控制NO_x排放。     

不同配风方式下超临界墙式切圆锅炉燃烧特性的数值模拟分析

以华能营口电厂600 MW超临界墙式切圆燃烧锅炉为研究对象,采用计算流体力学仿真软件对在不同配风方式下锅炉炉膛内温度场和NO_x质量浓度进行数值模拟分析。数值模拟结果表明:在一、二次风正宝塔式配风方式下,炉内温度分布状况理想,下二次风托粉效果好,锅炉内燃烧充分且无贴壁燃烧现象;另外,一、二次风正宝塔式配风方式结合燃尽风、附加风风量的调整,可以有效降低炉内NO_x的生成量。以上结果对该类型锅炉运行、设计和改造具有指导价值。     

一种空气分级切向燃烧烟煤锅炉的燃尽特性

采用实炉试验和数值模拟研究一台空气分级低NO_x切向燃烧烟煤锅炉飞灰燃尽度随主燃烧区过剩空气系数的变化特性。结果表明,该锅炉在临界过剩空气系数为0.88时,主燃烧区出口处易燃小颗粒刚好消耗烟气中所有氧气,小颗粒快速燃烧形成的高温烟气环境在缺氧量条件下对大颗粒燃烧未能起到促进作用,只增加主燃烧区辐射换热,降低SOFA风区烟气温度,而SOFA风区能提供富氧烟气环境。因此,在该临界过剩空气系数下,炉内温度场和氧量场协同性较差,不利于大颗粒的燃尽;降低主燃烧区过剩空气系数到临界值0.88以下,一部分小颗粒转移到SOFA风区,在富氧环境中小颗粒燃烧放热对烟温的提升促进大颗粒的燃尽,当主燃烧区过剩空气系数降低到0.71时,飞灰可燃物从1.89%下降到1.25%,在降低NO_x排放的同时,提高颗粒燃尽度。因此,对于空气分级低NO_x燃烧锅炉,运行时避开临界过剩空气系数对降低NO_x排放量和提高飞灰燃尽度有较为重要的意义。     

DG420／13．7-Ⅱ2型无烟煤锅炉燃用混煤燃烧优化的数值模拟与试验研究

对DG420／137-Ⅱ2型四角切圆无烟煤锅炉开展了燃用非设计混煤燃烧优化的数值模拟与试验研究,预测的煤粉燃尽率与试验结果基本相符。正宝塔配风能提高煤粉燃尽率,有利于提高锅炉燃烧效率,推荐采用;倒宝塔配风会使煤粉燃尽率和锅炉燃烧效率明显降低;均匀配风和缩腰配风的煤粉燃尽率则处于正宝塔配风与倒宝塔配风的两者之间。锅炉采用优化研究成果后,锅炉效率明显提高,有效改善了机组运行的经济性。     

煤/气混燃锅炉再热汽温偏差调整实验

为了研究混燃高炉煤气对炉膛上部烟气速度偏差的影响,对不同高炉煤气热量混燃比工况进行了数值模拟,得到炉膛上部烟气速度偏差随着高炉煤气热量混燃比的增加而增大。针对混燃高炉煤气引起的再热汽温偏差问题进行了分离燃尽风水平摆角优化调整实验,得到了最佳摆角组合。结果表明:分离燃尽风(SOFA)的1号、2号、3号、4号喷口水平偏转角度依次为–7.5°、+7.5°、+7.5°、–7.5°时,再热汽温偏差由17.10℃降低到了2.55℃,再热汽温为536.4℃,主蒸汽汽温偏差为4.15℃,主蒸汽温度为538.7℃。     

某1000MW超超临界旋流对冲锅炉外二次风叶片开度对燃烧及NO_x排放影响的数值模拟

对一台1 000 MW超超临界前后墙旋流对冲燃烧煤粉锅炉,在HT-NR3型低NO_x旋流煤粉燃烧器不同外二次风叶片开度下(50%、75%、100%),进行了炉内流动、燃烧、传热与NO_x排放特性数值模拟研究。模拟结果与试验测量值符合性较好,结果表明:外二次风旋流叶片开度对炉内燃烧特性及排放特性影响较大,旋流叶片开度减小导致旋流强度增大,卷吸高温烟气增多,煤粉着火距离减小,煤粉燃烧剧烈程度增加,炉内主燃区温度水平升高,燃尽区温度水平有所降低,煤粉燃烬率增大,NO_x排放量减小。实际运行中采用外二次风开度为50%的高旋流强度工况,达到了燃烧稳定、高效低NO_x的目的。     

四角切圆锅炉在O_2/CO_2气氛下燃烧特性数值模拟

利用Fluent软件对330 MW机组四角切圆煤粉锅炉常规燃烧和富氧燃烧进行了数值模拟研究,对比分析了不同工况下炉膛中心温度、辐射力、O_2分布、CO浓度、NO_x浓度之间的差异。结果表明:在富氧燃烧时,当O_2体积分数为21%时,炉内的燃烧温度总体要低于常规空气气氛下的燃烧温度,即辐射力低于常规空气气氛,燃烧排放的CO_2浓度远远高于常规燃烧,NO_x生成量较常规燃烧也有一定程度降低;在富氧条件下,随着φ(O_2)/φ(CO_2)增加,炉内煤粉燃烧得到强化,燃烧速度加快,中心温度提高,辐射强度增大,NO_x生成量增多,烟气中CO_2浓度就越大,越易于收集利用。     

高硫煤四角切圆锅炉贴壁风倾角对水冷壁高温腐蚀影响研究

针对高硫煤700 MW机组四角切圆燃烧锅炉低氮燃烧改造后易出现水冷壁高温腐蚀问题,提出了低氮燃烧改造协同贴壁风技术的联合解决方案:1）增加3层/12只贴壁风量,以提高还原性区域近壁O2体积分数,降低CO和H2S体积分数,减少冲刷水冷壁面的腐蚀介质量;2）采用数值模拟方法优化贴壁风角度,当贴壁风倾角为60°时,近水冷壁面H2S体积分数最低,即还原性区域、主燃区域和冷灰斗区域的近水冷壁面处H2S体积分数分别为4.04×10–5、8×10–5和26×10–5,水冷壁面温度降低,可有效预防水冷管壁超温,减少水冷壁面高温腐蚀。数值模拟结果与试验结果均表明,贴壁风倾角为60°时能有效解决高硫煤锅炉低氮燃烧改造出现的水冷壁高温腐蚀问题。     

改变燃尽风风量配比对660MW超超临界前后对冲煤粉锅炉炉内燃烧影响的数值模拟研究

利用ANSYS FLUENT14.0软件对某电厂660 MW超超临界旋流燃烧煤粉锅炉变燃尽风风量对NOx生成规律的影响进行数值模拟研究,数值模拟的结果与现场实际情况吻合比较好,验证了数值模拟结果的有效性,主要结论如下:总二次风量不变,改变燃尽风风量对炉内温度场分布的影响较大,对炉膛出口烟温影响较小;改变燃尽风风量对炉内NOx浓度影响较大;随着燃尽风风量的增加,炉膛出口CO的平均体积分数逐渐增加,炉内燃烧化学不完全热损失逐渐增大,锅炉热效率降低;在综合考虑锅炉的安全性、热效率和NOx排放量3个因素时,燃尽风风量的比例应该控制在23%～30%内。