O2/CO2气氛下炉膛改造的热力计算研究

以某电厂300 MW常规煤粉炉膛为研究对象,将传统的热力计算方法进行改进,得到O2/CO2气氛下锅炉主要热力参数的计算方法.计算了不同O2浓度的O2/CO2气氛下燃烧的主要参数并对计算结果进行比较分析.结果表明,当O2浓度为0.3时各个主要的热力参数和空气气氛下最接近.以O2浓度为0.3为例,假定炉膛吸热量不改变,通过改进的热力计算方法,将炉膛结构进行合理的改造,得到一种炉膛结构.对改造前后的炉膛结构进行了热力计算,并且对计算结果进行了对比分析.研究表明,改造后的炉膛可以用于O2/CO2气氛的燃烧.     

超临界锅炉炉膛热力计算软件开发及应用

针对超临界锅炉炉膛校核热力计算,以苏联1973年热力计算标准中分区计算方法为基础,通过结合煤粉燃烧一维阻塞流模型,提出了一种新的分区段一维炉膛换热计算模型,并编制了相应的热力计算软件。该软件使用方便,不仅可以得到沿炉膛高度方向烟气平均温度分布和区段水冷壁热负荷,而且还可以获得飞灰含碳量。以某600 MW超临界锅炉为例,采用软件进行了炉膛传热热力计算。结果表明:可以较好地反映沿炉膛高度方向烟气平均温度和热负荷分布情况。     

数值计算在炉内流场研究中的应用

计算传热学在工程应用的许多领域已经日趋成熟,使用数值计算的方法,对锅炉炉膛内部进行冷态的单相数值模拟,并对结果进行了定性的分析,为计算传热学在锅炉炉膛流场研究方面的应用提供了有益的经验.     

1000MW超超临界锅炉低NO_x燃烧器改造的数值模拟研究

在炉膛燃烧的数值模拟中,大多数研究都是将一次风在炉膛进口处简化为一个平面,或者分成浓煤粉平面和淡煤粉平面,认为煤粉均匀进入炉膛,造成模拟结果与实际运行情况不完全相符。使用CFD计算软件,将燃烧器和锅炉分别独立计算,再通过CFD技术手段,将得到的燃烧器数据耦合导入炉膛各个一次风入口处进行再计算,这样一次风进口就不是均匀进口,而是具有一定的速度场和颗粒场,更加符合实际运行情况。为降低NOx排放,对一台1000MW炉膛的直流燃烧器进行改造,改造前模拟结果与实际运行数据的对比结果表明,使用CFD计算软件是可行的。对燃烧器的管道进行改造,改造后的模拟结果表明,炉膛内部还原性氛围面积增加,有利于降低NOx;煤粉碰壁的概率降低,有利于降低结焦的可能性。计算结果显示,炉膛出口处NOx浓度明显降低。为实际中改造燃烧器提供一个方向。     

数值计算在炉内流场研究中的应用

计算传热学在工程应用的许多领域已经日趋成熟 ,使用数值计算的方法 ,对锅炉炉膛内部进行冷态的单相数值模拟 ,并对结果进行了定性的分析 ,为计算传热学在锅炉炉膛流场研究方面的应用提供了有益的经验     

一种确定锅炉沿炉膛宽度方向热负荷分布的方法

电站锅炉在运行过程中,炉膛热负荷分布受燃料类型、燃烧方式、炉膛形状等多种因素的影响。针对炉膛热负荷分布难以准确预测的问题,提出了一种确定超超临界墙式切圆燃烧直流锅炉沿炉膛宽度方向热负荷分布的计算方法,将某一工况下管子出口温度作为已知条件,结合系统结构参数进行水动力计算,建立压降计算模型,研究水冷壁系统的流动特性以及炉膛的传热特性,确定水冷壁系统阻力、压降以及流量分布。根据计算结果得到单根水冷壁管沿炉膛宽度方向的热负荷分布规律,并以此为基础,建立热负荷模型,对另一工况进行计算与分析。计算结果表明,本文所提出的热负荷分布计算方法能够准确反映每根管子总吸热量沿炉膛宽度方向的分布,可以应用于锅炉现场运行的安全性分析。     

大型煤粉锅炉炉膛传热分区模型研究

针对大型超（超）临界煤粉锅炉受热面布置和分级燃烧的特点,在苏联1973年锅炉机组热力计算标准中分区计算方法的基础上,提出一种改进的分区计算方法,建立新的一维炉膛换热模型。该模型将炉膛从冷灰斗底部到折焰角分成Ⅰ—Ⅴ 5个区段,建立各区段的能量平衡方程。采用C语言编程,利用渐次逼近法迭代计算,能够得到沿炉膛高度方向上的烟气温度分布变化趋势和各区段的水冷壁热负荷。以某超临界600 MW机组煤粉锅炉为例,进行了炉膛传热计算。结果表明:改进的分区计算方法在3种典型工况下得到的炉膛出口烟温与设计值的偏差均小于零维模型计算的偏差。该模型满足工程应用的要求,可为超（超）临界机组锅炉炉膛传热计算提供参考。     

超超临界二次再热锅炉炉膛换热计算模型研究及应用

针对超超临界二次再热锅炉炉膛校核热力计算,以前苏联1973年热力计算标准中分区计算方法为基础,通过结合煤粉燃烧一维阻塞流模型,提出了一种新的分区段——一维炉膛换热计算模型。该模型形式简单、使用方便,不仅可以得到沿炉膛高度方向烟气平均温度分布和区段水冷壁热负荷,而且还可以获得飞灰含碳量。以某660MW超超临界二次再热锅炉为例,进行了炉膛传热热力计算。结果表明:与标准方法中的零维模型相比,该文所提出方法的计算结果与实际测量值之间的误差较小,可为超超临界二次再热锅炉炉膛传热计算提供参考。     

切向燃烧锅炉炉膛三维等温流场的数值模拟

用ＳＩＭＰＬＥＳＴ算法对切向燃烧锅炉炉膛三维空间内的等温流场进行了数值模拟。差分格式为迎风格式,湍流模型选用ｋ－ε双方程模型,计算网格为２０×２０×１１。文中通过假设炉膛尺寸,计算得出了炉膛的几个截面的速度、压力以及湍流动能分布情况。计算结果定性上合理,定量上接近,切圆大小符合实际。     

基于清洁因子模型的炉膛结渣污染监测的研究

进行了电站锅炉受热面污染监测的研究,主要针对锅炉炉膛辐射受热面结渣的问题,采用炉膛清洁因子作为灰污监测模型,基于声学测温技术直接测量炉膛出口烟温,并且通过热力计算和结渣分析,建立炉膛出口烟温、炉膛清洁因子、结渣状态三者之间的对应关系,由清洁因子的数值判断炉膛结渣状况。计算分析结果表明,炉膛清洁因子模型能够达到有效的炉膛结渣实时监测,作为判定指标帮助实现电站锅炉的吹灰优化运行。     

掺烧高炉煤气对CFB锅炉的影响

介绍了高炉煤气的主要燃烧特性,分析了CFB锅炉中掺烧高炉煤气对炉膛换热的影响,提出了水冷壁等传热系数的修正公式,指出了CFB锅炉设计时应注意的问题。     

多流程循环流化床锅炉热力计算方法研究

由于多流程循环流化床锅炉炉膛中颗粒运动、燃烧和传热过程的实验结果和工业数据较为缺乏,因此有必要对多流程循环流化床锅炉的炉膛热力计算进行详细研究。根据多流程循环流化床锅炉的特点,推荐了适用于多流程循环流化床锅炉的分离器效率、燃烧份额和传热系数的计算方法,建立了以物料平衡、能量平衡为主的多流程循环流化床锅炉热力计算模型。利用建立的热力计算模型对一台在用的多流程循环流化床锅炉进行了计算,得到了炉内的物料分布、温度分布和热量分布规律。计算结果与该锅炉的工业测试数据的对比分析结果表明了热力计算结果符合锅炉实际运行情况。面向工程应用建立了一种多流程循环流化床锅炉的热力计算方法,可以为工业锅炉设计与改造提供理论指导。     

电站锅炉炉膛传热过程数学模型及模拟计算

本文针对大型电站煤粉锅炉的特点，对炉内各过程的数值计算提出了切实合理的简化模型，用假想面有效辐射分析法模型计算炉内简化模型，用假想面有效辐射分析法模型计算炉内辐射传热，用反应器网络模拟炉内宏观流动－燃烧过程，并根据大型电站锅炉的结构特点２，对炉内各部位的流动传热过程进行合理的特殊处理，从而建立了适用于任意形状炉膛的传热计算了综合模型。并对一台２００ＭＷ锅炉进行了实例计算，得到了较满意的结果。     

循环流化床锅炉炉膛热力计算

结合作者在循环流化床锅炉传热和设计理论研究及实践的基础上，提出一种循环流化床锅炉炉膛的热力计算方法，包括循环流化床锅炉炉膛的几何尺寸确定，炉膛热量平衡和炉膛传热计算，考虑循环流化床锅炉炉型不同，其热力计算方法有所不同，该方法针对采用高温分离装置的循环流化床锅炉，提出了计算方法可用于一般高温分离的循环流化床锅炉的设计计算，其余炉型可在此基础上根据具体炉型特点修改使用。     

基于经验的循环流化床锅炉统一热力计算模型

循环流化床锅炉尚缺少成熟的热力计算理论,文中提出了一种简化的、基于经验的计算模型。该模型用经验性的参数取值依据来弥补循环流化床理论与工程应用之间的差距。采用分区段的计算方法,有效地解决炉膛中固体颗粒浓度和受热面不均匀分布的问题;筛选出传热系数、烟气中的固体颗粒浓度、燃料的燃烧份额等需要凭经验取值的热力参数,推导了区段热量衡算的通用计算公式。以此计算模型开发的热力计算系统不受锅炉结构、分离器类型、燃料、容量等级和几何参数的限制,不仅能进行石灰石脱硫计算,而且能计算带再热蒸汽、炉膛内布置受热面和带外置式换热器等特殊结构。已在多家锅炉制造企业中用于生产实践,主要参数的计算误差小于3%。     

900MW超临界压力锅炉的吹灰优化专家系统

介绍了上海外高桥第二发电有限责任公司900 MW超临界压力锅炉上试用的吹灰优化专家系统,其主要特点是采用了锅炉传热判断系统,可以在线计算受热面的清洁度;并应用了以连续排放检测系统的数据修正入炉燃料成分和低位热值的子系统及计算再热蒸汽实际流量的子系统;还在炉膛不同高度装上红外线高温仪测量烟气温度。对该优化专家系统作了分析论证。     

煤粉燃烧数值计算壁温边界条件设定方法研究

对煤粉锅炉炉内传热进行了大量的数值模拟,给出了壁面边界条件的设定方法,同时对炉膛受热面壁面热阻、壁温参数与锅炉燃煤结渣指数、炉膛热负荷参数、炉膛特征尺寸等建立了关联。实算检验表明,用本方法设定边界条件的计算结果与实测和标准方法符合较好。     

Three-zonal engineering method of heat calculation for fluidized bed furnaces based on data on commercial investigations of heat generation distribution during biomass combustion

A three-zonal method of heat calculation of furnaces for combustion of biomass and low-caloric fuel in the fluidized bed is described. The method is based on equations of thermal and material balances that account for heat generation by fuel in the zone, heat-and-mass transfer heat exchange between the furnace media and surfaces that bound the zone, and heat-and-mass transfer between furnace zones. The calculation procedure for heat generation by fuel in the fluidized bed (FB) using the heat generation portion by the fuel is proposed. Based on commercial investigations, the main factors that affect the average temperature in the FB and the portion of fuel heat that is released in the FB are determined. Results of commercial investigations showed that the airflow coefficient in the FB should be recognized as the main operation parameter that affects the average temperature in the FB and, consequently, heat generation in the FB. The gas flow rate in the FB can be marked out as the second factor that affects the consumption degree of oxidizer supplied in the FB. Commercial investigations revealed that mixing is affected by the gas flow rate in the FB and the bed material particle size, which may be changed during the boiler operation because of the agglomeration of particles of sand and ash. The calculation processing of commercial investigations on a KM-75-40M boiler of a CHP-3 of an Arkhangelsk Pulp and Paper Mill (APPM), which was carried out using the inverse problem procedure by means of a developed computer program, determined the range of the fuel heat release share in the FB, which was 0.26–0.45 at an excess air factor of 0.59–0.93 in the bed, and the heat release share in the maximum temperature zone in the total heat release in the superbed space. The heat release share in the bed is determined as an approximating function of the excess air factor in the bed and the fluidization number. The research results can be used during designing boilers with the fluidized bed on biomass.     

丰泰发电公司锅炉结构设计和变工况运行中存在问题的分析

丰泰发电公司装有两台 HG- 6 70 / 13.7- YM13型锅炉 ,由于锅炉结构设计有缺欠 ,影响机组的正常运行。文中对该型锅炉的结构设计与变工况运行中存在的问题进行了全面分析 ,并采用燃烧室传热、流动和燃烧过程数学模型对该型锅炉进行三维数值模拟计算 ,得到一些重要结论 ,为该型锅炉设计与运行方式改进提供了理论依据