超临界600 MW机组英巴W火焰炉偏斜气固两相流和不对称燃烧研究

针对国内引进的首台参数最高、单机容量最大的超临界600 MW机组英巴W火焰锅炉,借助1:40冷模试验台的变分级风率试验揭示其炉内气固两相流动特性,通过满负荷设计工况的工业测量获得炉内燃烧和NO_x排放特性。结果表明:不同分级风率下炉内均呈现"前长后短"型偏斜气固两相流场,后墙侧下行气固两相流较快倾向炉膛中心且较早上行,上行气流整体偏向前墙侧且后拱下部形成强回流区;下行气固两相流存在气固相滑移现象且前后墙侧差异大;后墙侧燃烧状况明显优于前墙侧,前墙侧严重低温和大量未燃尽颗粒物,导致锅炉整体燃尽效果差,飞灰可燃物高达8.5%;燃烧器区域一次风粉与二次风过早混合、炉内分级燃烧程度低和后墙侧局部高温环境的综合作用,导致NO_x排放质量浓度高达1 467 mg/m~3(φ(O_2)=6%)。建议改进炉膛结构、配风和燃烧系统,避免采用一、二次风密集相间的喷口布置方式,在构建对称燃烧流场、维持足够燃尽的同时,尽量加大炉内分级燃烧。