二次风反切锅炉炉内气固多相流动特性数值模拟

运用湍流理论和多相流动理论对不同二次风反切工况下炉内气流、煤粉颗粒运动进行了数值模拟.从消除残余旋转、稳定燃烧、防止结渣等角度比较了不同的二次风反切效果,并提出合理的反切方式,这对设计二次风反切具有指导意义.     

一次风微反切对结渣和残余扭转的影响及其数值模拟

一次风微反切技术对解决电站锅炉稳燃与结渣的矛盾,减小残余扭转,以及减少NOX的排放都有显著的效果。通过该技术在380 t/h锅炉的应用,对各种反切角度下的炉内温度场和速度场进行了数值模拟,并分析了它们对结渣和残余扭转的影响。     

气固多相颗粒旋流流动特性的数值模拟

为分析双组分颗粒气固旋流的流动特性,基于欧拉欧拉双流体气固单相湍流统一二阶矩模型(unifiedsecond-order moment,USM),构建考虑各向异性的双组分颗粒颗粒相间和气体双组分颗粒相间相互作用的气固多相二阶矩雷诺应力输运方程(multi unified second-ordermoment,MUSM)以及颗粒与气相脉动速度相关的本构关联方程。此模型完全考虑了颗粒与颗粒相之间的脉动速度的关联及其各向异性特征。用Sommerfeld(1992)试验结果检验经MUSM退化为USM的计算结果。双组分等直径重轻颗粒气固旋流模拟结果表明:模拟结果与实验结果吻合良好,因颗粒惯性和湍流扩散作用,双组分颗粒气固流动不同于单相气固流动。轴向气体颗粒脉动关联速度约为颗粒颗粒的2倍,切向和法向应力的分布被重新分配。     

一次风流动的数值模拟与准确测量

锅炉一次风速的准确测量是涉及锅炉启动调试、燃烧调整等方面 ,是关系到机组安全稳定经济运行的重要课题。通过对一次风管道内的流动状况进行数值模拟 ,揭示了复杂管道条件下的一次风流动特性 ,提出了一次风管道内的湍流模型 ,为准确测量一次风速提供了依据     

前后墙对冲锅炉炉内混烧下受热面结渣特性数值模拟

为探究多煤种炉内混烧对炉膛结渣特性的影响规律,实现防结渣燃烧优化,该文建立考虑飞灰颗粒运动与沉积过程的350MW前后墙对冲煤粉锅炉燃烧数理模型,实现灰颗粒在壁面沉积过程的模拟计算。结果表明:在燃用单一煤种时,炉内整体结渣情况较好;而采用炉内混烧时,不同的混烧方案下炉膛内结渣发生的主要部位与燃用单一煤种时相似。采用两种煤种炉内混烧方案时,中挥发分煤种与高挥发分煤种混烧时炉内结渣情况较好,且将挥发分含量相对较高的煤种从底部给入时,能够有效减轻屏式过热器底部结渣情况;对于3种煤种炉内混烧,入炉位置对侧墙水冷壁结渣有较大的影响,当高挥发分煤种入炉比例为50%时,各位置结渣情况较好。     

周界风对煤粉锅炉结渣特性影响的数值模拟

针对某超临界600MW机组四角切圆燃烧锅炉燃烧器区域存在的严重结渣问题,借助Fluent软件对其燃烧过程进行了模拟。结果表明:结渣位于沿射流方向靠近喷口处,结渣的主要原因为该处氧含量低,烟气温度高于入炉煤的灰软化温度(ST);当周界风风速调整至60m/s时,各横截面结渣处温度均低于灰软化温度,可以解决锅炉结渣问题,提高锅炉运行的安全性和经济性。     

W火焰锅炉结渣特性数值模拟

采用结渣模型耦合气固两相流动燃烧模型,对一台DG1025/18.2-II14型W火焰锅炉结渣特性进行了数值模拟,结合现场运行状况,对结渣位置、程度及原因进行了分析。结果表明,该锅炉的结渣位置主要是下炉膛侧墙、拱部燃烧器区域和前后墙局部区域。炉膛中心区域温度比两侧高,气流膨胀更迅速,压力更高,挤压两侧气流沿炉膛宽度方向向侧墙运动,产生偏斜,火焰冲刷侧墙,是导致W火焰锅炉侧墙结渣的根本原因。锅炉变工况运行时,切停或切换部分燃烧器,使炉内局部空气动力场偏斜,冲刷已关闭了燃烧器的拱部和前后墙区域,则是导致拱部燃烧器区域和前后墙局部区域结渣的主要原因。     

复杂煤种锅炉水冷壁结渣特性的数值模拟及防结渣配煤优化

为掌握复杂煤种对水冷壁结渣特性的影响规律并开展防结渣配煤优化,采用组分输运模型对一台330MW四角切圆锅炉的燃烧过程展开三维数值模拟,研究了Ⅰ(高灰分Aar>35%、低热值Qar,net<15.5MJ/kg)、Ⅱ(中等灰分25%19.7MJ/kg)这3类煤在不同配煤方式下对水冷壁结渣的影响,并进行结渣评估和防结渣配煤优化。结果表明:不同配煤方式下温度引起水冷壁结渣的区域和程度大致相同,而由于CO浓度引起水冷壁结渣的差异较大;相较于煤种炉外掺混,煤种炉内掺混时CO浓度变化幅度更大;为减轻水冷壁结渣,煤种炉内掺混时,建议燃烧器底下两层采用Ⅱ类煤、燃烧器3、4层采用Ⅰ类煤、燃烧器最上层采用Ⅲ类煤;煤种炉外掺混时,建议燃烧器底下两层采用Ⅰ、Ⅱ类煤、燃烧器3、4层采用Ⅱ、Ⅲ类煤、燃烧器最上层采用Ⅰ、Ⅲ类煤,且各层燃烧器各煤种的最佳掺混比例为1:1。     

烟煤和油页岩循环流化床锅炉颗粒流动数值模拟分析

针对1 MWth循环流化床锅炉试验台设计,采用计算流体力学软件FLUENT6.3,对炉膛内部煤颗粒和油页岩颗粒流动分别进行数值模拟。结果表明:烟煤和油页岩颗粒在循环流化床内流动均符合"环-核"流动;颗粒对左边的冲击大于右边,在实际运行中应着重对炉膛左侧采取防磨措施;稀相区油页岩颗粒压力衰减速度快于烟煤颗粒。     

燃烧器下摆时冷灰斗内结渣的试验和数值模拟

大型四角切圆燃烧锅炉广泛采用摆动式燃烧器，但如设计不当，燃烧器下摆会导致严重的冷灰斗结渣事故。该文对燃烧器摆动条件下冷灰斗内的灰渣沉积特性进行研究，对燃烧器水平和下摆条件下的冷灰斗内结渣情况进行了试验研究，获得了燃烧器下摆时冷灰斗内灰渣沉积规律，结合炉内结渣过程的数值模拟，采用随机轨道模型跟踪大量颗粒，综合考虑颗粒和壁面的碰撞频率，粘结效率和渣层特性，模拟了燃烧器下摆条件下冷灰斗内结渣特性。     

改造燃烧系统降低对冲锅炉侧墙还原性气氛

针对某600 MW超临界对冲燃烧锅炉侧墙水冷壁高温腐蚀严重、燃烧调整无法有效降低侧墙强还原性气氛问题,提出通过改造燃烧系统防治水冷壁高温腐蚀的方案,包括加装侧边风和改造燃烧器本体等。数值模拟结果表明,加入侧边风改造效果最明显,各燃烧器层侧墙壁面均呈氧化性气氛;改造后实际运行工况表明,模拟与试验结果比较一致,壁面气氛得到有效改善,锅炉各主要运行参数达到设计要求,保证了锅炉的安全运行,可为对冲燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀的防治提供参考。     

锅炉燃烧系统均配技术试验研究与分析

锅炉燃烧系统采用一，二次风粉均衡分配技术，该分配器可有效的降低各一次风管的煤粉量偏差从而使各角燃烧形成的切圆较好的保持在炉膛中央，对防止火焰偏斜及减少炉膛结焦有一定的作用。     

W型火焰煤粉锅炉炉内三维流动和燃烧过程的数值模拟

本文对Ｗ型火焰煤粉锅炉炉内气－固两相三维流动，换热和气－固两相湍流燃烧进行了全面的数值模拟，对三种不同炉型的流场作了计算比较，文中详细全面地预报Ｗ型火焰煤粉锅炉内气－固两相流动，温度场分布，各气相组份浓度场分布，发热率分布，煤粉颗粒及挥发份和一氧化碳的燃烬情况等。     

乌拉山电厂100 MW燃煤机组低NOx切圆燃烧技术研究

介绍乌拉山电厂100MW燃煤机组进行的低NOx燃烧系统改造及改造中所采取的基本措施、运行结果。改造后的低NOx燃烧系统,在不要求显著投资、大的空间和额外运行费用的条件下,可大幅度降低NOx的排放量,并对锅炉的运行经济性有所改善。     

四角布置切向燃烧锅炉炉内结渣原因分析及防止对策

以某厂四角燃煤锅炉为例，进行一、二次风同心正反切时炉内冷、热态试验研究，并进行数值模拟与之对照。试验和数值模拟结果均表明：当一、二次风气流以一定角度交叉送入炉膛时，合理调节一、二次风气流配风角度，采用合适的一、二次风动量矩的比值，能够改善炉内空气动力结构，减少煤粉气流刷墙贴壁，有利于防止燃烧器区结渣     

应用计算机模拟技术分析预测炉内煤粉燃烧过程

本文把湍流理论、辐射理论以及煤粉燃烧理论应用于锅炉燃烧室三维流动、气固两相、带化学反应的燃烧过程的数值计算，给出了数学模型、解法和边界条件的处理方法。运用所编制的计算软件对４２０ｔ／ｈ锅炉进行了燃烧过程的数值模拟，其结果能反应该类锅炉的燃烧过程。     

BBD-4360型磨煤机直吹式制粉系统爆炸原因分析

针对电厂制粉系统频繁发生的爆炸事故,分析了锅炉煤粉系统发生爆炸的因素。得出结论是:爆炸是由煤质挥发分过高、设备中金属件发生摩擦引发明火和积煤自燃造成的。提出了调整运行参数、对设备进行改造等措施,从而避免了制粉系统的爆炸事故。     

用“同心圆法”评价雷电定位系统的探测效率

作为雷电研究及灾害预警的关键设备,雷电定位系统（简称LLS）在国内的电力及气象系统得到了普遍应用,但是对其探测效率目前尚没有切实有效的评价方法。为了解决这一问题,从实践出发,利用计算机软件技术,采用“同心圆法”对上海地区SAFIR3000 LLS的探测效率进行了客观评价,得出结论：（1）随着距离增大,LLS的探测效率逐渐下降,定位误差和所探测到的平均电流强度增大;（2）SAFIR3000 LLS对云地闪的探测效率比较低下,其有效探测范围只有120km左右,远没有达到其生产厂商所宣称的效果;（3）用“同心圆法”评价LLS的探测效率具有科学性．值得在雷电探测及研究领域进行推广。     

回转式空气预热器调试阶段着火原因分析及预防措施

概述某火电厂回转式空气预热器调试阶段发生着火的过程,分析原因为空气预热器蓄热元件上的沉积物着火所致,提出预防措施,为避免其他机组在调试阶段发生空气预热器着火提供借鉴。     

Low-NO_X Combustion Retrofit and Running Adjustment for 600-MW Utility Boiler with Four-Corner Tangential Firing Generation

Low-NOX combustion retrofit is performed by adopting staged combustion technology for a 600 MW utility boiler with a four-corner tangential firing system. The emission data of NOX before and after retrofit are compared and analyzed. The test results show that the emission concentration of NOX decreases obviously after the low-NOX retrofit. Additionally, the emission of NOX decreases by nearly 50% when the unit load is higher than 350 MW. It can also be concluded that the emission of NOX is influenced significantly by the amount of SOFA, the damper opening of auxiliary air, the differential pressure between the secondary air windbox and the furnace, and so on.