某600 MW锅炉高温腐蚀和烟温偏差控制的数值模拟研究

某600 MW四角切圆锅炉低氮燃烧改造后一直存在炉内高温腐蚀和两侧再热汽温偏差大的问题,对炉内贴壁气氛进行试验测试并进行数值模拟计算。结果表明:炉内局部还原性气氛尤为浓烈,特别是4号角区域,局部CO体积分数达到了12%; SOFA风量降低至总风量的20%后,炉内CO和H_2S体积分数明显减小,出口NO_x体积分数上升幅度在20%以内; 4号角二次风量低亦是再热汽温偏差较大的主要原因。在锅炉实际运行中降低燃尽风率、加大4号角二次风量,两侧汽温偏差均小于3℃,贴壁区域局部过强还原性气氛亦得到改善。     

某超超临界锅炉低NOX燃烧优化对高温腐蚀的影响

为了评估低NOX燃烧器升级后水冷壁高温腐蚀的可能性,对某超超临界锅炉炉内燃烧进行了数值模拟,并对SOFA上摆的燃烧优化工况做了水冷壁贴壁气氛测试。结果表明,主燃烧区的上部和COFA、SOFA之间的还原区发生高温腐蚀的可能性较大;SOFA上摆扩大了还原区,增加了高温腐蚀的可能性,还原区贴壁H2S平均浓度沿着炉膛高度的增加而升高,为180-400μl/L;SOFA摆角的偏差使得局部H2S浓度达到了800μl/L,进一步加剧了局部区域高温腐蚀的风险;强氧化⇌强还原交替变动,使得SOFA以上区域(43.3m-46.1m)的高温腐蚀风险较典型还原区更为严重。在锅炉实际运行中,应尽可能权衡降低NOX排放和控制高温腐蚀风险。     

超超临界锅炉低NO_x燃烧优化对高温腐蚀的影响

为了评估低NO_x燃烧器升级后水冷壁高温腐蚀的可能性,对某超超临界锅炉炉内燃烧进行了数值模拟,并对SOFA(燃烬风)上摆的燃烧优化工况做了水冷壁贴壁气氛测试。结果表明:主燃烧区的上部和COFA、SOFA(分离式燃烬风喷嘴)之间的还原区发生高温腐蚀的可能性较大;SOFA上摆扩大了还原区,增加了高温腐蚀的可能性,还原区贴壁H_2S平均浓度沿着炉膛高度的增加而升高,为180~400μl/L;SOFA摆角的偏差使得局部H_2S浓度达到了800μl/L,进一步加剧了局部区域高温腐蚀的风险;强氧化强还原交替变动,使得SOFA以上区域(43.3~46.1 m)的高温腐蚀风险较典型还原区更为严重。在锅炉实际运行中,应尽可能权衡降低NO_x排放和控制高温腐蚀风险。     

四角切圆锅炉高温腐蚀区域研究

为了分析四角切圆锅炉容易发生高温腐蚀的区域,以某工程锅炉为例,进行了数值模拟计算。结果表明,影响水冷壁高温腐蚀的因素主要有两个,一个是炉内的还原性气氛,另一个是炉膛的局部高温区。如果炉内燃烧配风不足,导致水冷壁附近形成还原性气氛且处于高温区,水冷壁处将发生腐蚀。在高度上,高温腐蚀主要发生在燃尽风到中间集箱的位置,在水平方向上,高温腐蚀主要发生在角切后半程,因为此区域冲刷严重。这与现场运行情况相吻合。     

分离燃尽风水平摆角对1000 MW八角切圆锅炉燃烧特性影响的数值研究

以某1 000 MW八角双切圆锅炉为研究对象,采用数值模拟方法分析了分离燃尽风(SOFA)水平摆角对炉膛出口烟气温度、速度以及炉内主要燃烧产物分布的影响。结果表明:将SOFA水平摆角正向增大5°时可同时降低CO与NO_x排放量;正向增大SOFA水平摆角,即SOFA正旋切圆直径增大,炉膛出口两侧逐渐出现双峰型高温烟气区,烟温偏差有所增大,而烟气高流速区则向炉膛出口中部移动;反向增大SOFA水平摆角,即SOFA反旋切圆直径增大,炉膛出口烟气温度和速度分布的不均匀性均有所减小。     

670 MW对冲旋流燃烧锅炉防高温腐蚀试验研究

针对锅炉低氮燃烧改造后水冷壁近壁区发生高温腐蚀的问题,以某电厂670 MW超临界对冲旋流燃烧锅炉为研究对象,通过贴壁风系统改造结合燃烧优化调整试验,分析了贴壁风门开度、运行氧量、煤质变化等参数对水冷壁近壁区还原性气氛和炉内燃烧及运行参数的影响。结果表明：增加贴壁风系统后,水冷壁近壁区O2体积分数明显提高,CO体积分数平均值下降65.4%,H2S体积分数平均值下降53.2%,H2S平均值可控制在0.1×10-3以下,缓解高温腐蚀效果显著;高温腐蚀主要发生在高负荷工况,提高运行氧量有助于缓解高温腐蚀风险;增设贴壁风系统对锅炉氮氧化物排放量影响较小。     

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。     

不同负荷下变SOFA风率对低NO_x燃烧特性影响分析

SOFA(分离燃尽风)风率是决定燃尽风技术降低NOx排放浓度的关键因素。运用FLUENT(流体计算软件),对1台采用立体分级低氮燃烧技术的300 MW四角切圆燃烧锅炉炉内燃烧过程进行了数值计算,得出了300 MW、240MW、180 MW负荷SOFA风率分别为28%、20%和15%共9个工况下炉内水平截面的平均温度、组分浓度和NOx浓度随锅炉高度的变化曲线,并进行了详细分析。计算结果表明:随着SOFA风率的增大,同一机组负荷下主燃区内温度水平和平均氧浓度均有所降低,平均CO浓度升高,NOx浓度亦降低,同时煤粉颗粒的燃尽率有所减小。分析结果可为锅炉机组在不同负荷下运行时采用合理的SOFA风率以实现环保经济性运行提供一定的理论参考。     

燃烧优化对超临界锅炉热偏差影响的试验研究

针对四角切圆锅炉出现的汽温偏差问题进行了燃烧优化调整。为解决炉内切圆偏斜,分析了墙式燃尽风和角式燃尽风开度、摆角对汽温偏差的影响。结果表明:增大墙式燃尽风开度,汽温偏差减小;综合考虑垂直水冷壁后墙管屏壁温和高温过热器壁温,建议将角式燃尽风和墙式燃尽风的水平摆角控制在正切0°位置,角式燃尽风和墙式燃尽风垂直摆角控制在水平位置。     

侧墙开槽式贴壁风对锅炉水冷壁高温腐蚀模拟研究

为有效应对燃煤电厂水冷壁高温腐蚀问题,以某600 MW墙式对冲锅炉为研究对象,运用数值模拟方法考察了贴壁风风速对水冷壁附近的温度与气氛影响,同时对比分析了添加贴壁风前后锅炉的运行状况。结果表明：所添加的贴壁风能够达到覆盖侧墙壁面的效果,可以大幅度提升侧墙附近的O₂体积分数,削弱侧墙壁面附近的还原性气氛。在有效缓解水冷壁高温腐蚀问题的同时,不会对炉内燃烧和污染物排放产生较大影响。适当的调整贴壁风风速,可以应对机组不同负荷下的水冷壁高温腐蚀问题。     

1000MW双切圆锅炉低氮同轴燃烧系统的模拟分析

以某电厂1 000 MW单炉膛双切圆锅炉为例,分析了炉膛内低氮同轴燃烧系统的流场特性。得到了单炉膛双切圆炉膛内温度、速度等物理量分布,得到了CFS(偏置风)、SOFA(分离燃尽风)对锅炉结渣性、烟温偏差、NO排放等的影响。结果表明:双切圆燃烧方式的烟速偏差小于单切圆燃烧方式;炉膛按温度分热角和冷角;受冷角布置的影响,适中的CFS风速才能形成"风包煤"特性,防止结渣;SOFA反切使受热面热偏差减小,火焰中心上移,NO浓度逐渐增大;SOFA摆角位置应根据受热面安全性、煤质特性、NO排放综合考虑。     

超超临界对冲燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀燃烧调整技术研究

前后墙对冲旋流燃烧锅炉由于炉内燃烧组织方式和炉膛结构特点,水冷壁高温腐蚀主要发生在主燃区和还原区的左右两侧墙上,通过锅炉的摸底工况试验,诊断锅炉运行存在的问题,在此基础上进行燃烧优化调整,降低了水冷壁近壁区域烟气中还原性气体和腐蚀性气体的含量,以此来减缓水冷壁高温腐蚀的速率.     

700℃四角切圆П型锅炉烟温偏差优化控制

为了研究700℃锅炉的烟气热偏差特性,采用计算流体力学的方法对1台700℃等级四角切圆П型锅炉展开数值模拟研究。基于商用的CFD软件,分析了700℃锅炉的烟气热偏差特性和形成机理,研究了燃尽风的反切和燃尽风的速度偏置对炉内速度场、温度场的影响,重点针对炉膛出口附近的速度分布和温度分布,进行烟气热偏差优化控制。结果表明:当分离燃尽风(SOFA)反切25°时,炉膛出口烟温偏差为63.23 K;相对于反切0°,烟温偏差的降幅达到51.43 K;当右侧SOFA风的速度与左侧SOFA风的速度比值为1.3∶1时,炉膛出口烟温偏差为39.31 K,相对于SOFA风没有偏置时,烟温偏差降低了23.92 K。     

对冲燃烧锅炉防高温硫腐蚀改造的数值研究

针对某600MW超临界对冲燃烧锅炉在低氮技术改造后侧墙壁面出现明显的还原性高温硫腐蚀现象,采用在侧墙添加贴壁风装置方案,并对添加贴壁风装置前后工况进行了全炉膛数值模拟,分析了侧墙壁面附近的烟气成分分布以及贴壁风对炉内燃烧和高温硫腐蚀的影响.结果表明:未添加贴壁风装置的原始工况下,壁面附近CO主要集中在侧墙中心,且O2体积分数较低,模拟所得还原性区域与实测腐蚀位置吻合良好;添加贴壁风装置后,侧墙CO体积分数明显下降,O2体积分数明显升高,壁面的还原性气氛得到有效改善,且此方案对炉内燃烧和污染物排放的影响较小.     

贴壁风对300MW锅炉炉内燃烧影响的研究

为了防止燃烧器下流水冷壁发生高温腐蚀现象,在主燃区上部布置二次风喷口两侧布置贴壁风。利用流体仿真软件,对锅炉贴壁风工况下的炉内速度、温度及组分分布进行了数值模拟计算,重点分析贴壁风对切圆、侧壁区还原性气氛的影响。结果表明,贴壁风扩大了水冷壁区域的氧气覆盖范围,提高了氧气的浓度,降低了还原性气氛的浓度。贴壁风引入后速度场分布无明显变化,对燃烧无明显影响。     

SOFA风速度偏置对660MW塔式锅炉烟温偏差影响的数值模拟

分析了塔式锅炉的烟温偏差特性和形成机理,并提出了一种基于分离燃尽风(SOFA)风速度偏置的烟温偏差控制方法。对某660 MW超临界四角切圆燃烧塔式锅炉基本工况(工况1)和4组SOFA风速度偏置工况的炉内燃烧过程进行了数值模拟。结果表明:工况1省煤器出口O_2、CO和CO_2体积分数,NO_x质量浓度以及飞灰燃尽率的模拟值与实测值吻合较好;烟气旋转、屏式受热面布置及引风机牵引力共同导致基本工况屏式受热面区域左侧烟温高于右侧;右侧SOFA风速度大于左侧会加剧屏式受热面区域烟温偏差,而左侧SOFA风速度大于右侧有利于减小烟温偏差;在左侧SOFA风速度偏大的工况中,随着左侧SOFA风速度增大,烟温偏差系数先减小后增大,左、右侧SOFA风速度比值为1.30的工况4为优化工况,其屏式受热面区域左、右侧烟温偏差最小。     

660MW超临界墙式切圆煤粉锅炉烟温偏差优化控制

对某电厂660 MW超临界墙式切圆煤粉锅炉炉膛出口烟温偏差过大现象进行了数值模拟,并将模拟结果与试验结果进行了比较.结果表明:模拟结果与试验结果吻合较好;残余旋转气流造成了烟温偏差;将SOFA水平摆角反切、减小二次风挡板开度和增大SOFA挡板开度,均有利于降低炉膛出口烟温偏差;通过采取上述措施,提高了锅炉的经济性与安全性.     

锅炉不同配风方式下炉内高温腐蚀影响特性研究与运行防控

切圆燃烧锅炉不同配风方式对锅炉热效率和NOx排放浓度的研究文献很多,但其对炉内整个燃烧区域高温腐蚀的影响特性的报道较少.以某660 MW超临界机组锅炉为研究对象,通过现场测试,研究了不同配风方式对NOx 排放浓度和炉膛水冷壁高温腐蚀的影响特性,并给予了炉内水冷壁高温腐蚀运行防控方面的指导.额定负荷运行工况下,建议AA托...     

超临界四角切圆燃烧锅炉运行方式对水冷壁高温腐蚀影响的试验研究

针对某630 MW超临界四角切圆燃烧锅炉水冷壁存在的高温腐蚀问题,对水冷壁近壁面烟气成分(O2、CO及H2S)进行了测试,分析了运行O2体积分数、煤粉细度、入炉煤含硫量、紧凑燃尽风(CCOFA)风量、分离燃尽风(SOFA)风量及周界风量等因素对水冷壁高温腐蚀及NOx排放特性的影响.结果表明:高温腐蚀发生区域表现出明显的强还原性气氛;增大运行O2体积分数,同时保证风量沿炉膛高度方向上的合理分配可减弱水冷壁近壁面还原性气氛;煤粉细度对水冷壁近壁面还原性气氛的影响较小;随着入炉煤含硫量的增加,水冷壁近壁面H2S体积分数增大,O2和CO体积分数则变化不大;较小的CCOFA风量及适当的SOFA风量有利于减轻水冷壁高温腐蚀;周界风量对主燃烧区下部壁面区域还原性气氛的影响较大,运行时应适当减少周界风量.     

600MW超超临界墙式切圆锅炉燃烧过程数值模拟

借助计算流体力学软件Fluent,选择合理的数学模型.对一台600 MW超超临界墙式布置切圆燃烧锅炉进行数值模拟,着重研究了墙式切圆锅炉炉内空气动力场,温度场,组分场和不同SOFA(分离燃尽风)风率对墙式切圆燃烧锅炉NOx生成及烟气成分特性的影响.结果表明:炉内切圆形成完整,妒内充满度较好,但切圆形成过大,近壁面温度过...