煤粉细度对四角切圆锅炉炉内燃烧影响的数值模拟

采用数值模拟方法研究了煤粉细度对某630 MW四角切圆锅炉炉内煤粉着火、燃烧和燃尽情况的影响,并通过现场试验测试了不同煤粉细度下的锅炉效率、制粉系统电耗和供电煤耗。结果表明:随着煤粉变粗,烟气温度沿一次风气流方向迅速上升的位置逐渐推后,即着火距离增加,煤粉初期燃烧速率逐渐下降,冷灰斗区域温度升高,主燃区温度明显下降,但燃烧中心位置基本不变;煤粉的停留时间及燃尽率主要取决于最下层燃烧器喷出煤粉的细度;当煤粉较粗时,锅炉效率和制粉系统电耗明显下降,但供电煤耗增加;当下层磨煤机的煤粉较细时,锅炉排渣量减小。     

运行参数对锅炉煤粉着火燃烧和飞灰含碳量影响的数值研究

为了达到锅炉的优化运行以保证煤粉气流及时着火和充分燃尽，采用IPSA两相流动模型和煤粉燃烧综合模型，在不同的一次风率和煤粉细度的工况下，对1台350MW锅炉煤粉燃烧过程进行了数值模拟，得出了炉内燃烧器区域以及出口处烟气温度场和燃烧产物的组分浓度分布。分析了一次风率和煤粉细度对煤粉着火燃烧和飞灰含碳量的影响规律，并确定了优化的运行参数。结果表明：一次风率对煤粉气流的着火影响较大，而对出口处烟气温度、氧量以及飞灰含碳量影响较小。煤粉细度对煤粉气流的着火、燃烧以及燃尽均有较大影响。图8表2参9     

燃尽风率对四角切圆锅炉燃烧及NOx生成特性的影响

对某电厂一台300 MW四角切圆锅炉低氮改造后的NOx生成特性进行了数值模拟计算,分析了燃尽风率对NOx生成特性的影响。分析结果表明:燃尽风率增大时,在主燃烧区喷入空气量减少,导致煤粉燃烧不完全、温度降低;燃尽区的富氧氛围使未燃尽的煤粉进一步完全燃烧;主燃烧区的还原性氛围使得该区域NOx会随着燃尽风率的增大而减少;燃尽区的高温以及较低的CO浓度降低了该区域的还原性氛围,使NOx排放量增加。综合考虑NOx排放和消旋效果,该炉型锅炉采用30%的燃尽风率是比较合理的。     

600MW旋流对冲燃煤锅炉燃烧过程的数值模拟研究

数值模拟是研究锅炉炉内燃烧过程的常用方法。本文采用k—ε等数学模型,对一台600MW超临界锅炉在不同燃尽风风量时炉内的燃烧情况进行了数值模拟。结果表明：改变燃尽风风量对炉内温度场分布、煤粉燃尽率等有较大的影响。     

燃尽风速的改变对锅炉炉膛内燃烧过程影响的数值模拟

借助计算流体力学软件Fluent,选择合理的数学模型,对1台600MW燃煤锅炉的燃烧过程进行的数值模拟。研究燃尽风风速改变对炉内温度场和混合特性的影响。结果表明:燃尽风风速增大时,炉内气流的旋转强度随之增强,燃尽风的穿透程度随之加强,相对容易穿透到炉膛中心,从而使得烟气与煤粉的混合加剧,有利于增加煤炭燃烧的效率;在一定条件下,随着燃尽风速的增加,炉膛中心的高温区域面积增加,而且相对集中;当燃尽风速增加时,锅炉烟气出口温度随之降低;燃尽风风速为50m/s时炉内燃烧状况最佳。     

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。     

煤粉锅炉掺烧高炉煤气对煤粉燃尽影响的研究

针对某钢铁企业实际燃用的燃料，计算得到了高炉煤气掺烧率变化引起的烟气生产量变化和燃料理论燃烧温度变化曲线，在此基础上分析了高炉煤气掺烧对煤粉燃尽影响的各种因素，其中煤粉在炉膛内停留时间缩短、炉膛温度水平下降是最主要的因素。通过在一维炉和滴管炉上进行的温度对该种煤粉燃尽影响的试验研究，分析了高炉煤气掺烧率超过20%时飞灰可燃物含量急剧上升的原因，从而提出基于燃尽的煤粉锅炉掺烧高炉煤气的最佳热量掺烧率应该在25％左右。图5表3参6     

燃尽风射流形式对墙式对冲煤粉锅炉低氮燃烧改造的影响

采用数值模拟方法对某330 MW亚临界墙式对冲煤粉锅炉低氮燃烧改造进行了研究,在燃尽风风率、喷口中心距最上层煤粉燃烧器的高度及喷口面积保持一致的条件下,分析了不同燃尽风射流形式对炉内高温黏性火焰的穿透能力及改造工况燃尽率和NOx生成情况的影响.结果表明:圆形直流燃尽风的穿透能力最强,矩形直流燃尽风次之,同心圆式的内直外旋燃尽风最弱;圆形直流燃尽风在炉膛高度横截面上射流根部的覆盖范围和沿烟气流程的气流层厚度综合水平最低,CO浓度最高;内直外旋的燃尽风射流形式由于射流后期与高温烟气混合剧烈,燃尽特性最好,炉膛飞灰含碳量最低;3种射流形式的燃尽风对NOx浓度几乎没有影响.     

基于取样-光脉动法的电站锅炉煤粉细度在线测量方法研究

针对电站锅炉稳定浓度工况下煤粉粒径分布测量需求,设计了取样装置,对高浓度气固两相流颗粒进行取样,并稀释形成稀疏气固两相流,同时基于单一颗粒光脉动法粒径测量原理统计分析获得颗粒粒径及分布,将该方法应用于电站锅炉煤粉细度参数测量,实时获得煤粉细度R_(75)、R_(90)和R_(200)等参数,并与筛分法进行对比,R_(75)相对偏差为13.2%。此外,改变制粉系统运行工况,该方法能够快速获得细度变化情况,为电站锅炉运行优化调整提供重要数据支撑。     

影响加福煤粉燃尽度的因素分析

基于实验研究,分析讨论了热力工况与颗粒细度对加福煤粉燃尽过程的影响。结果表明,提高炉内平均温度水平,扩大高温区范围,增大炉膛出口处氧气浓度均对燃尽有利。提高煤粉细度,可显著降低飞灰的含碳量。     

煤粉炉的分级燃烧技术研究

分析了煤粉燃烧过程NOx的形成机制和特点,研究了减少NOx生成量的基本途径和分级燃烧的基本原理,并进行了数值分析。在乌拉山电厂100MW煤粉炉上进行了分级燃烧改造,将以轴向空气分级和径向空气分级为核心的现代低NOx燃烧技术引入了传统的煤粉炉燃烧系统中,考察了炉膛轴向和径向分级风,过量空气系数,锅炉负荷等因素对炉内NOx形成的影响。NOx排放浓度降低了250－500mg/m^3(干烟气,70％O2）。     

燃用褐煤锅炉改烧烟煤时干燥剂的计算及选取

200MW褐煤机组在全改烧省内烟煤时,进行了改前改后的对比性试验,试验中发现,锅炉可满足全烧省内烟煤,锅炉效率基本达到烧褐煤时的设计值,燃烧稳定,未发现结焦,但制粉系统存在磨出口温度高、含氧量高等问题,通过对干燥剂的重新热力计算及选取,确定以“高温炉烟 热风 压力冷风”为合理的干燥方式,并满足制粉系统的防爆要求。     

四角布置切圆燃烧锅炉水平烟道内烟温分布的试验研究

通过对某３００ＭＷ四角布置切圆燃烧锅炉在变负荷工况下水平烟道内烟温分布的现场试验结果的分析,指出了四角布置切圆燃烧锅炉水平烟道内烟温分布的特点及其随负荷变化的规律。图１３表４参５     

空气深度分级对低挥发分煤燃烧过程影响的研究

通过数值模拟研究了在一维燃烧炉上燃用低挥发分煤的条件下,空气深度分级和煤粉细度变化对煤粉燃尽过程和NO_x排放的影响,得到了沿炉膛轴线方向上的温度、氧浓度和NO_x的分布,表明空气深度分级后燃烧后期的氧量增加,炉膛温度水平提高,而煤粉细度的提高使得上述效果更加明显,因而燃烧效率提高和NO_x排放降低,并通过实际燃烧试验验证了数值模拟结果.研究结果表明,对燃用低挥发分煤,采用空气深度分级技术和提高煤粉细度的措施,可以同时取得高效低NO_x排放的效果.     

Three dimensional modeling of pulverized coal combustion in a 600 MW corner fired boiler

IntroductionThe developments relative to coal combustion havebeen performed into a general purpose 3D code namedESTET under quality assurance, and used to modelcomplex turbulent reactive flows. In the case ofindustrial boilers we can assume a no-slip conditionbetween gas and particles which is the case for the mostpart of the furnace, except possibly in the near field ofthe burners. With such an assumption, the equations for apafticle-gas fixture with a mean density can be written.The combu…     

基于正交设计的分级分区头部流动特性研究

针对某650 MW超超临界燃煤锅炉在深度调峰过程中燃用大同烟煤时无法稳定燃烧的情况开展研究,就如何提高锅炉在低负荷运行中稳燃性的问题,对原煤种进行掺混改良,改变不同富氧燃烧配风方式,利用计算流体力学模拟软件模拟了不同工况的炉内燃烧情况。模拟结果表明：由于锅炉降低负荷运行增加了原煤种的着火难度,固定碳含量低且挥发分高的煤种可以较好适应锅炉运行调整;富氧燃烧可以提高锅炉低负荷运行时的出口烟温,能满足后续脱硝处理的要求;随着富氧燃烧程度的增大,煤粉燃烧耗氧量增加,每秒燃烧的煤粉颗粒数增加,加剧了炉内的燃烧,使燃烧更稳定;当富氧浓度大于27%时,不能高效提高炉内温度,NOx排放量增多;当富氧浓度为27%时,炉膛出口NOx排放量按6%O2折算为负增长的最小值,是该锅炉低负荷投运较为理想的工况。     

通过煤粉浓缩预热低NOx燃烧器实现高温空气燃烧技术的研究

以煤粉浓缩预热低NOx燃烧器(PRP)为例,说明了通过组织高温烟气回流快速预热低风煤比的一次风煤粉气流,可以在燃煤锅炉上实现具有高稳燃和低NOx排放性能的高温空气燃烧.工业试验和应用表明:PRP燃烧器特殊的预热室结构可以有效控制一次风粉的预热,快速加热煤粉颗粒并使之在达到燃烧器喷口时接近着火温度,因而具有优异的煤种适应性、低负荷稳燃能力和低NOx排放特性,是在燃煤锅炉上实现高温空气燃烧的一种良好的燃烧器.     

200MW褐煤机组改烧烟煤的试验研究

200MW褐煤机组在改为全烧烟煤时,进行了改前改后的对比性试验,试验中发现,在设备不做大的启动时,可全烧省内烟煤。锅炉效率基本达到烧褐煤时的设计值,燃烧稳定,130MW以上不需投油助燃,未发现结焦,炉膛平均温度水平略高于烧褐煤时的温度,煤粉细度高于经济煤粉细度,磨出口温度高,含氧量高,不能满足制粉系统防爆要求。     

330MW锅炉燃烧优化的试验研究

根据330 MW锅炉的试验数据,重点探讨了中速磨煤机工作特性与旋流燃烧器的匹配性及其对燃烧稳定性、火焰温度分布和锅炉效率的影响.通过优化调整磨煤机挡板开度、一次风压和输粉管煤粉分配均匀性以及煤粉细度,改善了单只燃烧器出口的燃烧条件,增强了燃烧稳定性,使着火条件较差的A层燃烧器出口着火区火焰温度上升40 K,A、B层燃烧器出口火焰平均温度提高70 K,火焰温度分布均匀性随之提高.在此基础上,进一步调整二次风控制方式和过氧量,降低了飞灰和灰渣可燃物含量.该优化调整方案可使锅炉效率提高1.8%.