切向燃烧锅炉炉膛内流场的模拟

针对传统的角置切向燃烧与新型研究开发的墙置切燃烧锅炉分别进行了冷态试验模拟和冷态数值模拟。在试验研究的基础上，利用数值模拟的结果来修正和补充试验结果。从而获得了新型的墙置切向燃烧炉内窒动力场的特点，并且与传统的角置切向燃烧锅炉进行了比较。     

四角切向燃烧锅炉水平烟道烟温偏差形成机理的研究

以 HG-2 0 0 8/1 8.2 -YM2型四角切向燃烧锅炉为原型进行冷态模化试验 ,采用热线风速仪测量了上部炉膛及水平烟道内的流场 ,研究了上部炉膛屏区气流速度分布特点 ,分析了水平烟道内烟气速度偏差和温度偏差的形成机理 ,为科学地分析过热器、再热器超温爆管的原因和减小水平烟道烟气温度偏差提供参考。图 9表 1参 4     

六角燃烧锅炉同心双切圆流场的数值模拟研究

应用k-ε双方程湍流模型和颗粒随机轨道模型,对燃烧器采用墙式布置的燃烧器区域的流场进行数值模拟,将上层燃烧器一、二次风射流布置成同心双切圆形式,通过对流场特性变化的分析,研究原型受热面的结渣原因,寻求解决方案。     

采用不同湍流模型及差分格式对四角切向燃烧煤粉锅炉内冷态流场的数值模拟

采用商业软件FLUENT所提供的不同湍流模型;K－ε模型、RNG K－ε模型、带旋流修正的RNG K－ε模型、Realizable K－ε模型、雷诺应力模型,对四角切向燃烧煤粉锅炉内冷态气相流动进行了数值模拟。为减小数值伪扩散对强旋流动的影响,本文采用了减小网格尺寸和提高差分模式精度等措施。通过与实验结果的对比分析,客观评价了这些模型与方法对该流动模拟效果的影响,为理论分析强旋湍流流动和对四角切向燃烧煤粉锅炉内流体流动的工程设计提供了参考依据。     

330MW对冲燃烧锅炉燃烧和污染物排放的数值模拟

分别对330MW对冲锅炉在额定负荷、55％额定负荷工况下的流场、温度场、煤粉颗粒场和NOx场进行了模拟研究,模拟结果与实际运行经验吻合较好。通过研究得出了一些有参考价值的数据,对大型对冲燃烧锅炉的设计优化和安全运行具有较为重要的参考价值。     

反切配风对大容量锅炉炉内流场特性影响的研究

通过实验测量和数值模拟研究了大容量锅炉的炉内流场特性。实验测量和数值模拟的结果完全吻合,并得出如下结论：大容量锅炉的炉膛出口存在由残余旋转引起的速度偏差;大容量锅炉的燃烧器区域的实际切圆有贴壁倾向;二次风反切的配风方式可有效降低炉内旋转动量流率矩的水平,并明显削弱了炉膛出口的残余旋转。     

煤粉炉冷态数值试验模拟研究

针对某热电厂燃煤锅炉,建立其物理模型及冷态流场数学模型,以模拟冷态性能试验中的炉内空气动力场.并将试验数据直接与模拟结果进行分析、对比,以达到验证物理、数学模型正确性的目的.     

四角切向燃烧锅炉炉内气流流动特性及炉膛高度的选取

以ＨＧ－２００８／１８．２－ＹＭ２型四角切向燃烧锅炉为原型进行冷态模化试验,研究了炉内气流流动特性和炉膛高度对水平烟道烟速偏差的影响,分析了炉内气流旋转强度沿炉膛高度的变化规律,得出了合适的炉膛高度,为减小水平烟道烟气速度偏差和优化锅炉结构提供了重要的参考依据。     

四角切向燃烧锅炉折焰角结构对水平烟道烟速偏差影响的试验研究

对引进型６００ＭＷ机组四角切向燃烧锅炉进行冷态模化试验,系统研究了不同折焰角结构对水平烟道烟速偏差的影响。试验结果表明：在现有的折焰角结构下水平烟道仍存在较大的气流速度不均匀性。     

天然气再燃对炉内燃烧及流动影响的数值模拟

以1台220 t/h四角切圆煤粉炉为研究对象,采用CFD计算软件Fluent6.2对天然气再燃系统的喷射方式进行了数值模拟.研究了再燃气体及燃尽风采用切向喷射和前后墙对冲喷射对炉内NOx和CO浓度分布、温度分布以及气流旋流数的影响.结果表明:再燃气体及燃尽风的喷射方式对炉内CO浓度分布和温度分布的影响不大,但再燃气体及燃尽风采用对冲喷射时,降低NOx排放的效果好于切向喷射,并有利于减小炉膛出口气流的旋流数.     

旋流燃烧器前后墙对冲布置型330 MW锅炉的设计特点

介绍宁夏中宁发电厂330 MW锅炉的设计特点,该锅炉采用了自主开发的旋流燃烧器前后墙对冲布置的方式.阐述了锅炉本体设计和旋流燃烧器对冲布置的一些措施.性能试验和实际运行情况表明,该锅炉的设计是成功的.图6表2参1     

600MW对冲燃烧锅炉NO_x排放特性的数值模拟

采用数值模拟方法对某台600 MW超临界对冲燃烧锅炉不同燃尽风(OFA)风量比例和燃烧器运行组合方式时的NOx排放特性进行了研究.结果表明:在600 MW额定负荷时,随着OFA风量比例的增大,飞灰含碳量近似呈线性增加,但NO排放质量浓度明显下降;当OFA风量比例从25%增大至35%时,飞灰含碳量增加了1.22%,NO排放质量浓度下降了293mg/m3,当OFA风量比例接近30%时,飞灰含碳量和NO排放质量浓度综合指标最佳;停运上层燃烧器(运行组合方式为ACDEF)时,飞灰含碳量和NO排放质量浓度相较于停运中层燃烧器(运行组合方式为ABCDE)和下层燃烧器(运行组合方式为BCDEF)时有所下降;与停运下层燃烧器相比,停运上层燃烧器时飞灰含碳量降低了0.46%,NO排放质量浓度降低了40mg/m3.     

1000 MW旋流对冲燃烧锅炉NOx排放特性试验研究

为了解采用OPCC旋流燃烧器、2层燃尽风布置的某1 000 MW超超临界前后墙对冲燃烧锅炉的NO_x排放特性,采用现场试验的方法对该锅炉进行了系统研究,得到燃烧器投运方式、炉膛氧体积分数、燃尽风挡板开度、燃烧器外二次风叶片角度、燃烧器内二次风挡板开度、燃烧器中心风挡板开度和燃尽风喷口外二次风刻度位置、燃烧器负荷分配方式、机组负荷及煤种等因素对NO_x质量浓度的影响。结果表明:燃烧器投运方式、炉膛氧体积分数及煤种对NO_x质量浓度的影响较大,影响幅度可达13%～20.2%;燃尽风挡板开度、燃烧器内二次风挡板开度、燃烧器负荷分配方式和机组负荷对NO_x质量浓度的影响较小,影响幅度为4%～6%;燃烧器外二次风叶片角度、燃尽风喷口外二次风刻度位置和燃烧器中心风挡板开度对NO_x质量浓度的影响微弱。     

660MW超超临界旋流对冲燃煤锅炉NOx分布数值模拟

利用AnsysFluent14．0软件对某电厂660MW超超临界旋流燃煤锅炉进行NOx生成规律的数值模拟,并将数值模拟结果与现场实际测量结果进行了比较．结果表明：数值模拟结果与现场实际测量结果吻合较好,验证了数值模拟结果的有效性;第1层燃烧器区域生成NOx的体积分数比其他2层高,燃烧器出口附近NOx的体积分数迅速升高到0．001;从第1层燃烧器开始沿炉膛高度方向,NOx体积分数逐渐降低,炉内NOx体积分数最高的区域位于后墙第2层燃烧器上方．     

660MW超超临界旋流对冲燃煤锅炉NO_x分布数值模拟

利用Ansys Fluent 14.0软件对某电厂660MW超超临界旋流燃煤锅炉进行NOx生成规律的数值模拟,并将数值模拟结果与现场实际测量结果进行了比较.结果表明:数值模拟结果与现场实际测量结果吻合较好,验证了数值模拟结果的有效性;第1层燃烧器区域生成NOx的体积分数比其他2层高,燃烧器出口附近NOx的体积分数迅速升高到0.001;从第1层燃烧器开始沿炉膛高度方向,NOx体积分数逐渐降低,炉内NOx体积分数最高的区域位于后墙第2层燃烧器上方.     

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。     

对冲燃烧超临界锅炉气固两相流动数值模拟

为研究1 900 t/h超临界燃烧锅炉炉内气固两相流动问题,采用标准k-ε模型和DPM模型(离散相模型)对3种典型负荷下炉内流动特性和固体颗粒轨迹进行研究。研究结果表明:在不同典型负荷下前后墙射流均能形成稳定对称的流场,炉内气流扰动较强,有利于煤粉的燃烧燃尽;100%负荷下在炉膛四周产生漩涡,颗粒对水冷壁产生冲刷;炉内合适的煤粉粒径能够保证煤粉在炉内的停留时间。研究结果对锅炉的热态燃烧调整和效率的提高提供理论依据。     

600MW超临界对冲燃烧锅炉CO和NOx排放特性的研究

采用现场试验研究和数值模拟的方法对布置前后墙对冲燃烧器的某600Mw超临界锅炉CO和NO,的排放特性进行了研究．结果表明：锅炉尾部烟气中CO质量浓度为500～2500mg／m3,当主燃烧区过量空气系数a,为0．86～0．90时,高于该锅炉低NO。排放的设计过量空气系数（0．80）,对应的燃尽风占二次风的比例约为27％～32％,NOx排放质量浓度出现拐点;锅炉的NOx排放特性与HT—NR3燃烧器的低NOx设计有关,并与该锅炉的CO排放特性呈负相关关系;在负荷为600Mw和总风量一定的工况下,当燃尽风比例从32％提高至49％时,CO排放质量浓度显著下降,飞灰可燃物浓度降低,氧气量对CO和NOx排放的影响明显减弱,但NOx排放质量浓度升高,主燃烧区侧墙高温腐蚀的风险增大．     

530MW超临界机组对冲燃烧锅炉低氮燃烧贴壁风系统数值计算

为了有效预防水冷壁高温腐蚀、控制NO_x排放量,进行了某墙式对冲燃烧锅炉燃烧器低氮配风优化设计与改造,在主燃烧区加装"非对称矩形高速直流贴壁风"系统.结果表明:实测水冷壁贴壁气氛大幅改善,贴壁O_2体积分数明显升高,由0.3%升高至3.0%;炉膛前后墙贴壁烟温呈下降趋势,降幅100K左右,有效降低了水冷壁高温爆管风险.     

基于灰色关联分析法的660MW对冲燃烧锅炉CO排放影响因素分析

大容量超(超)临界对冲燃煤锅炉的燃烧系统多采用炉内空气分级燃烧技术并配置低NOx旋流燃烧器,有效控制了NOx的排放,但部分锅炉存在CO排放浓度偏高的问题。采用灰色关联分析法,以某660MW超(超)临界对冲燃烧锅炉为研究对象,分析了各可控因素对锅炉CO排放的影响程度。结果表明,运行氧量、燃尽风直流风量和燃烧器内二次风量对CO排放浓度的影响较大,是其主要影响因素,相比之下,燃尽风总风量及同层燃烧器外二次风配风方式对CO排放浓度的影响并不显著。最后,从燃烧机理出发,分析了运行氧量、燃尽风直流风量和燃烧器内二次风量等主要因素对CO排放浓度的影响机理。该方法可作为锅炉相关性能建模时辅助变量的选取办法。