超超临界锅炉燃烧模拟及减小热偏差方法

针对燃烧器四角切圆布置的超超临界锅炉炉膛内的流动和燃烧,创建几何尺寸和边界条件完全对称的三维锅炉模型。计算结果表明,即使几何尺寸和边界条件完全对称,温度场和流场也可能是非对称的,这是造成烟气侧热偏差的可能原因之一。探讨了减小锅炉炉膛出口热偏差的方法,通过对比对称方位燃烧器连线上的速度分布,调整速度分布不对称的直线两端的燃烧器出口速度,使边界条件不对称,重新进行数值模拟,如此重复直至速度分布对称。结果表明,经过速度调整后所得的温度场和流场分布更加对称,可以达到减小炉膛出口热偏差的目的。     

预防超超临界机组锅炉爆管措施

华能玉环电厂百万kW超超临界机组锅炉由哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造,三菱重工业株式会社提供技术支持。锅炉为超超临界变压运行直流锅炉,采用兀型布置、单炉膛、改进型低NOx PM主燃烧器和MACT型低NOx分级送风燃烧系统、反向双切圆燃烧方式，炉膛采用内螺纹管垂直上升膜式水冷壁、循环泵启动系统、一次中间再热，调温方式除煤／水比外，还采用烟气分配挡板、燃烧器摆动、喷水等方式。锅炉采用平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构，燃用神府东胜煤、晋北煤。     

1000MW超超临界锅炉水冷壁壁温计算

采用分区计算简化大容量高参数超超临界锅炉炉内辐射、对流传热模型,研究炉膛水冷壁热负荷及壁温的空间分布情况,并与试验数据进行了对比,计算结果与试验值之间的偏差较小,最大为5.72%.该模型与算法可给出不同锅炉负荷条件下,水冷壁壁面热负荷与壁温沿炉膛宽度方向的分布规律.结果表明,水冷壁热负荷与壁温均呈现出中间高两端低的弧形分布.四角切圆燃烧锅炉火焰位置对炉内传热有很大影响.模拟计算可为超超临界锅炉的运行提供参考,预测了在材料允许温度范围内,火焰中心偏斜最大不超过2 m.     

700℃超超临界塔式切圆燃烧锅炉水冷壁设计

对700℃超超临界塔式切圆燃烧锅炉的水冷壁进行设计,总体方案为下部炉膛采用螺旋管水冷壁,上部炉膛采用垂直管汽冷壁.以660 MW等级700℃塔式切圆燃烧锅炉为设计对象,确定了其水冷壁的结构参数、热力边界条件和热负荷分布曲线,并对其水动力进行了计算.根据管壁温度和鳍片温度计算结果,确定水冷壁材料为水冷壁管下部采用12Cr...     

1000MW超超临界双切圆锅炉烟温偏差的数值模拟

本文以1000MW超超临界双切圆锅炉为研究对象,通过数值模拟研究了炉膛内的燃烧、流场分布以及分隔屏间距对烟温偏差的影响。计算结果表明炉内温度场分布合理,气流形成较为完整的椭圆形切圆;炉膛出口烟气存在旋转残余,导致各屏间烟气温度与速度分布不均,靠近水冷壁区域烟气温度及速度明显低于炉膛中心侧;分隔屏可以促进烟气的均匀分布,因此调整分隔屏间距可以调节烟气量在分隔屏间的分配,有利于控制烟温偏差。     

Ⅱ型布置切圆燃烧锅炉超大型化发展的一些动向及分析展望 --介绍一种新的单炉膛双切圆燃烧方式

通过对国外切圆燃烧锅炉超大型化后炉型发展的分析,指出燃烧器布置由简单的四角切圆变化到无双面水冷壁型的单炉膛双切圆布置是一明显的发展趋势.阐述单炉膛双切圆燃烧锅炉解决烟温偏差的理论构想,分析其对大型化锅炉燃烧贫煤的适应性,并对单炉膛双切圆燃烧系统若干问题进行了讨论,认为600MW燃贫煤锅炉应优先考虑采用单炉膛双切圆燃烧这一方式.     

∏型布置切圆燃烧锅炉超大型化发展的一些动向及分析展望——介绍一种新的单炉膛双切圆燃烧方式

通过对国外切圆燃烧锅炉超大型化后炉型发展的分析,指出燃烧器布置由简单的四角切圆变化到无双面水冷壁型的单炉膛双切圆布置是一明显的发展趋势。阐述单炉膛双切圆燃烧锅炉解决烟温偏差的理论构想,分析其对大型化锅炉燃烧贫煤的适应性,并对单炉膛双切圆燃烧系统若干问题进行了讨论,认为600MW燃贫煤锅炉应优先考虑采用单炉膛双切圆燃烧这一方式。     

塔式炉膛烟气流动特性及非线性现象的数值和实验分析

为研究不同负荷超(超)临界塔式炉膛内燃烧及烟气流动的非线性特性,以某1 000 MW塔式炉膛为原型设计出几何结构和边界条件完全对称的三维简化锅炉模型,运用FLUENT软件模拟了锅炉在3种不同负荷(100%,75%和50%阀门全开工况(VWO))下炉膛内的速度场、温度场及NO_x的分布情况,并分析了非线性特性,最后建立了一个三维冷态切圆射流实验模型并进行验证,提出顺序启动的喷口启动方式。结果表明：不同负荷下,完全对称的炉膛内烟气流动速度、温度和组分分布均存在非线性现象,模拟结果得到关于模型几何竖直中心线不对称的解;喷嘴通过顺序启动方式可使切圆偏斜程度更小,流动形成的切圆能稳定在一个位置,实现流动的精准控制。     

130t/h电站锅炉数值模拟和燃烧器改造

针对唐山开滦热电林电分公司四角切向燃烧锅炉,建立其三维物理模型及冷态流场k-ε数学模型,利用CFD软件平台模拟炉内冷态空气动力场.通过数值模拟三种切圆直径的炉膛内冷态空气动力场,可以得出切圆直径为550 mm为宜.为进行锅炉改造时切圆直径的选择提供了理论依据.     

角置式切向燃烧锅炉炉膛内等温流场的数值模拟

利用SIMPLE算法对一角置式切向燃饶锅炉炉膛模型内三维等温流场进行了数值模拟。差分方式为乘方格式,计算网格取为19×17×26。文中给出了几个截面的速度分布及湍流动能分布,得出了炉膛内实际切圆的大小。计算结果在定性上是合理的,切圆大小与实际情况很接近。     

新型燃用无烟煤的CUF锅炉冷态模化试验研究

为燃用低挥发份无烟煤而开发的新型ＣＵＦ锅炉结合了四角切向燃烧和立式燃烧两种方式的自优势。用冷态模化方法试验研究了ＣＵＦ锅炉的特性,测量了炉内空气动力场及膜出口水平烟道速度分布。试验结果表明,ＣＵＦ锅炉在改善无烟煤着火,稳和燃尽方面具有明显的优越性,同时在避免炉膛结渣和降低炉膛出口烟气流速偏差方面也表现出良好性能。     

导流板式煤粉燃烧器解决炉内结渣的数值试验

用投影法计算喷口出口和炉内空气动力场。用蒙特卡洛法计算了炉内的辐射换热，用有限差分法计算了对流换热和导热，最后求解出炉内的温度分布。数值试验结果表明，采用了导流板式煤粉燃烧器，可有效减小炉内切圆直径，降低水冷壁附近的温度水平，防止炉内结渣的发生。在某300MW机组上的成功应用，验证了本数值试验的正确性。该方法的提出为解决大型电站锅炉内结渣问题提供了一条行之有效的途径。     

700 MW四角切圆燃烧锅炉降低水冷壁高温腐蚀配风改造应用研究

为防治四角切圆燃煤锅炉炉膛水冷壁高温腐蚀,在某电厂2台700 MW机组锅炉上进行了燃烧配风优化改造,并进行了燃烧调整试验.结果表明:燃烧配风优化改造后,锅炉水冷壁贴壁气氛显著改善,炉膛水冷壁高温腐蚀得到有效防治,锅炉运行安全性和经济性显著提高,为四角切圆燃烧电站锅炉防治水冷壁高温腐蚀提供了积极的示范作用.     

墙式切圆超临界褐煤锅炉燃烧系统特点

本文就国内某600MW超临界锅炉燃用褐煤、下炉膛为螺旋管圈、配中速磨煤机,采用哈锅自主研发的墙式切圆燃烧方式的燃烧系统的方案设计、结构布置做了简要概述。     

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。     

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。     

Experimental flow field characteristics of OFA for large-angle counter flow of fuel-rich jet combustion technology

In this paper, the flow field characteristics of over fired air (OFA) for novel low NO_x pulverized coal combustion technology are studied. The research was conducted with a 300 MWe tangential firing boiler that was adapted for this technology, and a three-dimensional particle-dynamics anemometer (PDA) was employed on the model to measure the characteristics of gas flow in the burnout area and gas/particle flows under the front panel superheater. The impact of a positive offset at 15°, counter offset at 15° and design case without an offset the OFA relative to the direction of the secondary air jet in the main combustion were considered. With different OFA offsets, the deflection characteristics, the velocity and root mean square (RMS) fluctuation velocity of OFA jet are obtained, as well as the gas/particle flows characteristics under the front panel superheater. The results show that, with a positive offset, an over-large tangential circle is formed, which produces slagging and temp-bias under the panel superheater. However, with a counter offset, the OFA is sent into the center of the chamber, and the particle is forced to the water wall. Compared with the other two conditions and combined with the counterflow of primary air, OFA without an offset for the jet contains a proper tangential circle, strong inflexibility and turbulence, which prevents slagging and burn out.     

600 MW燃用褐煤墙式切圆锅炉运行中存在的问题分析及优化措施

对某台采用四墙布置燃烧器切圆燃烧的600 MW超临界锅炉进行了优化调整试验和数值模拟,对锅炉存在的水冷壁严重结焦、超温爆管、炉膛出口速度及烟温偏差问题的原因进行了研究。结果表明：锅炉炉膛出口左、右侧存在速度与烟温偏差,燃尽风的投切对炉膛出口气流速度分布影响很大;提高一次风率对提高制粉系统出力有利,但过高的一次风率（40%以上）是导致锅炉发生水冷壁结焦和局部超温爆管的主要原因;一次风率控制在设计值36%左右,锅炉的运行状态明显改善。