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。     

不同燃烧布置型式的660MW超临界锅炉燃烧偏差分析

利用炉膛热力计算,探究660MW超临界机组的锅炉屏底温度及烟气流速等因素变化对机组各受热面吸热量的影响。结合机组运行数据分析造成燃烧偏差的主要原因。对于四角切圆锅炉,通过调整燃烧器摆角,降低炉膛上部受热面两侧屏底温度偏差,使屏式受热面两侧汽温偏差显著降低。通过调整燃尽风(SOFA风),减小了炉膛出口烟气残余旋转的影响,降低汽温偏差。对于对冲燃烧锅炉,通过调整旋流燃烧器外二次风,降低了炉膛宽度方向上的屏底温度偏差使末级过热器和再热器沿炉膛宽度方向中间位置的壁温有所下降,主蒸汽和再热蒸汽欠温现象得到改善。     

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。     

1000MW单炉膛双切圆锅炉烟温偏差调整

锅炉炉膛出口烟温偏差会引起受热面壁温偏差,主、再热汽温不平衡等一系列的锅炉运行问题,尤其是采用单炉膛双切圆的燃烧方式,左右两个切圆的相互扰动会比单切圆的燃烧方式更容易产生烟温偏差,本文针对在锅炉实际运行过程中出现的该类问题进行分析,并提出解决方案,为以后的锅炉燃烧调整时出现烟温偏差的处理提供参考。     

600MW锅炉偏转二次风系统降低NOx排放的试验研究

某600MW机组四角切圆燃烧锅炉,采用顶部燃尽风并配合使用偏转二次风系统,炉膛下部二次风大角度正切,上部二次风和OFA风反切肖旋,在炉膛截面水平方向和炉膛高度方向形成分级燃烧.实际运行结果表明,该燃烧器布置方式能抑制炉内结渣,减轻炉膛出口旋转残余并能降低NOx排放量.通过对该600MW机组锅炉进行多工况试验,摸索该炉的NOx排放特性,并在试验中采用燃烧调整方法降低NOx排放,获得了良好的效果,将锅炉的氮氧化物排放水平降低到国家标准限定值以下,为采用偏转二次风系统的大型电站锅炉降低NOx排放提供参考.     

燃烧器摆角对锅炉燃烧影响的数值模拟研究

利用数值模拟方法,对某切圆燃烧锅炉煤粉燃烧进行研究分析。通过调整燃烧器竖直摆角从而改变炉内温度场,达到优化燃烧的目的。模拟中以炉膛出口烟温表征烟气温度对蒸汽温度的影响,并且还考虑了燃烧调整后锅炉结渣和煤粉燃尽率的问题。模拟结果表明,燃烧器的竖直摆角由0°调整至25°,炉膛出口烟温提高65℃,而煤粉燃尽率由99.96%下降至99.33%,降幅较小;通过对主燃区的温度场和前墙和左墙距离受热面0.1 m处截面的温度进行分析,结果表明,提高摆角后水冷壁区域热负荷减小,受热面结渣程度有所改善。说明通过调整燃烧器的竖直摆角,在一定程度上可改变锅炉火焰高度,从而达到优化燃烧的目的,这可为类似机组提供指导性的建议。     

六角切圆锅炉炉内气流切圆特性的数值模拟研究

采用k -ε双方程湍流模型和颗粒随机轨道模型 ,对六角切圆燃烧锅炉炉膛内的气流切圆特性进行数值模拟研究。并针对研究原型存在的受热面结渣问题 ,通过改用一、二次风同心双切圆 (CFS-I)的布置形式 ,与原始设计工况进行对比 ,寻求切实可行的解决工程实际问题的措施     

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1000 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NOx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...     

同心反切燃烧锅炉四角配风不均对炉内多相流动的影响

四角切圆燃烧锅炉中各角一、二次风风速均衡是提高锅炉燃烧效率 ,防止炉内火焰中心偏移、炉膛结渣的重要因素。但大容量锅炉多采用直吹式制粉系统 ,且送粉管道阻力不均 ,燃烧器数量众多 ,易发生配风不均。采用数值模拟方法对采用同心反切二次风系统的某 3 0 0MW四角切圆燃烧锅炉四角配风不均对炉内多相流动特性进行了多工况模拟。获得了配风不均对炉内切圆中心、颗粒运动轨迹、贴壁风速等的影响。同时就配风不均对采用同心反切二次风系统和不采用二次风反切技术的四角燃烧系统的影响进行了比较 ,结果表明 ,采用同心反切系统的四角燃烧锅炉对配风偏差更为敏感 ,应引起设计和运行人员的注意     

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。     

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.     

660MW机组四角切圆锅炉减少烟温偏差试验研究

针对某电厂660MW四角切圆燃煤锅炉左右两侧烟温偏差过大以及烟温偏差引起的过热器两侧吸热量偏差较大的问题,在实炉上进行了现场试验,研究单层分离燃尽风(SOFA)两侧角风门开度偏置和多层SOFA两侧角风门开度偏置对过热器两侧吸热量偏差和炉膛出口两侧烟温偏差的影响。结果表明:单独调整E层、D层和C层单层的SOFA两侧角风门开度偏置时,过热器两侧吸热量偏差变化很小,各层炉膛出口两侧烟温偏差的变化规律不一致;同时调整上三层SOFA两侧角风门开度偏置时,过热器两侧吸热量朝着A侧增大、B侧减小的方向变化,炉膛出口两侧烟温偏差随着SOFA两侧角风门开度偏置的增大而增大。     

燃用准东煤电站锅炉炉膛温度场分布及结渣特性试验研究

在掺烧准东煤电站锅炉试验中,通过改变SOFA风率和准东煤掺烧比,研究了SOFA风率和掺烧比对膛内火焰温度场分布及炉膛内结渣情况的影响。结果表明,一次燃烧区域火焰平均峰值温度随SOFA风率的增加而降低,而二次燃烧区域火焰平均峰值温度炉膛和烟气出口温度随SOFA风率的增加而升高。随着准东煤掺烧比增大,主燃烧区域温度升高,而在燃尽风区域火焰平均峰值温度则降低。SOFA风率最大时燃烧器中部区域结渣情况最为严重,而随着SOFA风率的减小,燃尽风上方区域的结渣情况越来越严重。随着掺烧比的增大,燃烧器中部区域和燃尽风上方区域的结渣情况均变得严重。里层渣样出现钠钙长石和赤铁矿的富集,随着结渣的发展,渣样中碱金属含量逐渐降低。     

双区燃烧技术应用于降低Nox的数值模拟研究

双区燃烧是降低Nox排放,防止炉内结渣的一项新技术.利用CFD软件平台,采用数值模拟方法对其某电厂200 mm四角切圆锅炉改造前后炉内燃烧过程进行研究.计算结果表明:采用双区燃烧技术使炉膛中形成了温度,组分和颗粒相参数显著不同的中心区和近壁区.由于附壁射流的作用,使得高温区集中在炉膛中部,有效的防止了锅炉结渣;改造后炉内有比常规燃烧方式锅炉更大的还原气氛区域,抑制了Nox的产生,使其排放降低34.6 %.     

超临界锅炉SOFA对高温受热面吸热偏差影响的试验研究

针对某电厂600 MW超临界锅炉存在过热器和再热器管内生成氧化皮及超温爆管的现象,通过试验研究了该锅炉分离燃尽风(SOFA)喷嘴正切15°和反切15°情况下,不同的SOFA比例对高温受热面管屏间吸热偏差分布的影响,分析了炉膛出口和水平烟道烟气温度分布特性对过热器和再热器蒸汽温度分布的影响.结果表明:SOFA喷嘴反切对减小炉膛上部切圆直径、降低水平烟道内吸热偏差的作用明显;合理的配风能使高温过热器管壁温度分布更均衡,末级过热器左侧吸热峰值温度降低10K.     

600 MW偏转二次风系统锅炉炉内结渣特性的数值模拟

偏转二次风系统已广泛应用于大型四角切圆燃烧锅炉，用以报制炉内结渣，防止水冷壁高温腐蚀等。为降低炉膛出口扭转残余，通常采和下部二次风大角度正切、上部二次风和OFA风反切的布置方式。本文对某台采用偏转二次风系统的600MW燃煤四角切圆燃烧锅炉的炉内结渣过程进行模拟，对炉内气固相流动、温度场、气固相燃烧、固相向水冷的输运过程和灰粒在水冷壁上的附生长过程进行了数值模拟，结果表明，偏转二次风系统具有较强的防结渣性能，这一点也被锅炉的实际运行所证实。     

660MW机组锅炉SOFA风摆角对炉内高温腐蚀特性研究

在切圆锅炉中,SOFA(分级燃烧风)风的摆角调整会影响燃烧室内的气流流场和温度分布,从而影响高温腐蚀的发生情况。因此,应根据锅炉的设计参数选取适当的SOFA风摆角,以改善燃烧室内的流场和温度场,从源头上减少高温腐蚀的发生风险。本文选取660MW机组锅炉为研究对象,探索SOFA风摆角调整对炉内高温腐蚀特性的影响,实验结果表明：SOFA风摆角的调整对炉内还原性气体有明显的影响,若将锅炉SOFA风2号角摆角调整至正切最大,SOFA风1、3和4号角摆角摆动至反切最大,降低主燃烧器区域与燃尽风之间区域内局部还原性气体效果最佳,进而可以缓解局部的高温腐蚀。     

210MW煤粉炉燃烧系统改进的数值模拟

运用CFD软件对某210 MW煤粉锅炉的燃烧过程进行三维数值模拟,针对锅炉实际存在温度分布不好、燃烧效率不高、结渣问题严重,对炉膛进行偏二次风、反切燃尽风及两者联用改进。结果表明:与设计工况相比,单独的小角度偏二次风改进下的炉膛燃烧区温度降低约300 K,水冷壁附近氧气浓度提高,减少了水冷壁的结渣和高温腐蚀;单独小风率反切燃尽风改造后的配风方式更合理,烟气的停留时间增加0.6 s,燃烧区温度提高约373 K,高温区域扩大,炉膛出口烟气热偏差系数减小约0.7%,提高了锅炉的燃烧效率和运行的安全性,但可能加重炉内结渣;二者联用改进既能够很好地改善炉膛的温度分布,扩大炉膛高温区域,提高燃烧区温度约353 K,同时能够减少燃烧器区域的结渣和高温腐蚀,减小炉膛出口烟气热偏差,采用二者联用改造对锅炉运行最为合适。     

六角切圆锅炉燃烧器区域气固两相流场的试验研究

针对某六角切圆燃烧煤粉锅炉存在的受热面结渣问题，建立冷态试验台，采用三维粒子动态分析仪对燃烧器区域的气固两相流场进行测量，研究原始设计工况及加大上层燃烧器二次风假想切圆直径的改进工况下，燃烧器区域的气固两相速度场．试验研究表明，适当采用一、二次风同心双切圆布置形式，能有效改善炉内流场特性，从而抑制受热面结渣现象的发生．