600 MW超临界旋流燃烧锅炉炉内温度场数值模拟及优化

使用可实现k-ε双方程模型,对600 MW超临界锅炉低NOx轴向旋流燃烧器(low NOx axial swirl burner,LNASB)燃烧过程进行了数值模拟,研究了二次风量及旋流强度对燃烧器热态流场、温度场分布的影响,对燃烧器拟改进方案进行了比较。数值模拟结果表明,内二次风对回流区影响较大,外二次风对扩展角影响明显,增大中心风速可以增加回流区根部距离;内二次风旋流强度及风量过大时容易引起火焰偏斜贴壁,中心风退出后燃烧器喷口处温度上升明显,中心给粉可以有效地增加火焰离喷口距离,为最佳改进方案。与试验结果进行对比,获得了比较一致的结果。通过设备改进和燃烧调整,解决了锅炉长期以来的恶性结渣问题,为LNASB燃烧器设计和运行提供了一定的防结渣理论基础。     

330 MW前墙燃烧煤粉锅炉炉内温度场的数值模拟及优化

某电厂330 MW机组锅炉采用双调风旋流燃烧器,前墙布置。该厂实际运行中一次风速与设计值相比相差较大,较大的一次风速造成了燃烧器一次风管磨损严重,同时后墙水冷壁高温腐蚀的可能性增大。该文提出保持原燃烧器一次风管尺寸不变,减小中心风管直径、增大一次风流通面积以减小一次风速的改造方案。为研究改变中心风管直径后的4层燃烧器对炉膛燃烧的影响,采用数值模拟的方法对该型锅炉炉内的温度场进行数值计算,得到5种不同方案下该型锅炉炉内的温度场分布,并分析了中心风管直径的改变对炉内温度场的影响规律,即后墙近壁区温度随着中心风管直径的减小呈现先降低后升高的趋势。通过对5种方案数值模拟结果的比较分析,得到了对炉膛后墙安全性影响最小的方案,为电厂的实际改造提供参考。     

煤粉锅炉炉内二维温度场在线显示模型

将数值仿真技术与现代人工智能技术相结合,构建一个基于集成自适应神经网络的煤粉锅炉炉膛内特征截面上的二维温度场在线显示模型,以某热电厂DG130/9.8型四角切圆燃烧煤粉锅炉为应用实例,对模型进行检验,结果表明:该模型能够较准确地在线显示炉内温度分布状况,且具有精度较高(误差<5%)、运行速度较快(<2)、泛化能力强、鲁棒性好等特点;可以作为煤粉锅炉炉内燃烧状态在线监测与诊断的基础.     

200MW旋流燃烧方式煤粉炉炉内燃烧试验和数值研究

采用计算流体动力学软件对电站锅炉炉内实际燃烧过程进行数值计算并结合其热态试验数据进行对比分析，已成为验证数学模型和指导工程实践的一种重要研究手段。该文利用PHOENICS软件，采用IPSA两相流模型及煤粉燃烧综合模型，对一台有16只径向浓淡旋流燃烧器两侧墙对冲布置的200MW燃煤锅炉炉内燃烧过程进行了数值计算，得出了炉内燃烧器区域以及炉膛出口的烟气温度场和燃烧产物的组分浓度分布。模拟结果与锅炉热态试验数据进行了比较，两者吻合情况较好。结果表明：在燃烧器出口处形成了高煤粉浓度和高温区，使得煤粉着火及时，燃烧器区域维持较高温度，炉内煤粉燃烧充分，从而表明了径向浓淡旋流燃烧器具有高效稳燃的性能。     

125MW煤粉炉内分级燃烧的数值模拟

对125MW煤粉炉内2种工况的分级燃烧进行了数值模拟,得到了炉内温度、速度分布以及NOX、CO、CO2等气相组分浓度分布。结果表明,随二次风率降低、燃烬风率的增加,炉内最高温度降低,炉内高温区上移,NOX浓度降低;整个炉膛内部湍流强度都比较强烈;炉内CO、CO2浓度分布及速度分布与实际燃烧状况能较好吻合。可为低NOX燃烧技术、锅炉改造提供指导。     

700MW锅炉炉内煤粉切圆燃烧过程的数值分析

综合考虑了煤粉燃烧过程涉及到的基本模型,对三菱公司生产的MB-FRR型锅炉(最大连续蒸发量为2 290t/h)的3种燃烧工况(100%、75%、50%)进行了数值模拟,并将模拟得到的炉膛内的速度场和温度场的分布与锅炉试验实测数据进行了分析比较.另外,重点对锅炉负荷降低后的炉内温度场变化进行分析,发现随着负荷的降低,在燃烬风喷射区域等温线会向炉膛中心轴线收缩,炉内的高温区域会有所缩小.提出了优化燃烧的方法,这对于切向燃烧锅炉的设计和运行具有一定的参考价值.     

过量空气系数对300MW锅炉炉内煤粉燃烧过程影响的数值模拟

对某300 MW亚临界锅炉进行数值模拟,研究了过量空气系数对炉内温度场、组分场的影响.数值模拟结果与实测值符合较好,计算误差仅为7％.数值模拟结果表明,过量空气系数增大,炉膛整体温度降低,CO燃烬率提高,NO排放量上升.     

旋流燃烧室内煤粉燃烧的数值模拟

为合理描述煤粉颗粒在有湍流脉动的气相流场与温度场中的燃烧反应行为，文中提出并建立了考虑湍流-颗粒反应相互作用的颗粒随机轨道模型。该模型考虑到了气相温度的湍流脉动对颗粒瞬时温度、瞬时热解速率和瞬时多相反应速率的影响。应用此模型对有直流一次风和旋流二次风的旋流燃烧室内的煤粉燃烧进行了数值模拟。计算结果表明，在燃烧室前部区域，该模型与未考虑湍流?颗粒反应相互作用的颗粒随机轨道模型给出的气相温度场与组分浓度场结果有一定的差异，前者得到的气相温度分布与实验更接近。     

旋流对冲燃煤锅炉的炉内流场模拟

利用流体力学软件,对330MW电站的旋流对冲燃煤锅炉进行了炉内流场的数值模拟。根据旋流燃烧器在前后墙的布置方式,采用k-ε双方程模型,对炉内流场进行了冷态模拟计算。计算结果表明,该型锅炉布置的前后对冲燃烧器,其流场呈现较好的对称性,炉膛的出口流场分布均匀,有效减少了炉膛出口烟温的偏差,为对冲燃煤锅炉的经济运行提供了理论依据。     

一种煤粉炉内断面温度场在线监测系统

建立一种基于可见光辐射测温方法的炉膛断面温度场在线监测系统。在锅炉最上层燃烧器之上的某一断面安装4个炉膛火焰探测器,通过对火焰辐射图像的处理,计算出该断面的温度分布。系统能在1s之内完成温度场的计算、显示、数据存储等多项功能。系统经过黑体炉标定,有较高的测量精度。在两台300MW四角切圆煤粉炉上的检测结果表明,锅炉最上层燃烧器以上7m的炉膛断面温度分布呈单峰分布,在炉膛四角存在低温区,与锅炉运行特征相符合,与热电偶的检测结果相比误差小于4%。     

四角切向燃烧煤粉锅炉炉内气流组织与数值模拟

四角切向燃烧是我国电站煤粉锅炉广泛采用的燃烧方式。在实际运行中,由于气流在炉膛出口处有残余旋转,造成水平烟道两侧烟气的温度场和速度场分布不均,容易发生气流偏斜,导致火焰贴墙,引起结渣及燃烧不稳定。为了清楚地展示炉内气流分布情况,对四角切向燃烧煤粉锅炉炉内可能出现的几种气流组织工况分别进行了数值模拟,并分析了炉内气流的分布特性,得到了引起气流偏斜、火焰贴墙、结渣及燃烧不稳定的主要因素,为四角切向燃烧的煤粉锅炉内部的气流组织研究及其燃烧调整提供了重要的参考依据。     

旋流叶片型煤粉浓缩器内气固两相流的数值模拟

借助CFD软件平台,利用颗粒轨道模型对旋流叶片型煤粉浓缩器进行了数值模拟,并分析了其在不同工况下浓缩器的阻力系数及分离效果。模拟结果表明所研究的煤粉浓缩器能达到较好的浓缩效果及浓淡风比。     

300MW煤粉锅炉燃烧器优化改造数值模拟分析

运用Fluent软件,对采用立体式分级低氮燃烧技术进行燃烧器改造的某300MW机组四角切圆燃烧锅炉改造前后额定工况下炉内的速度场、温度场、组分场以及NOx浓度场进行了数值计算,并与对应工况下的试验值进行对比,计算值与试验值吻合较好,验证了数值计算的准确性。计算及试验结果表明:采用立体式分级低氮燃烧技术有效控制了炉内结焦和高温腐蚀,NOx排放浓度较改造前降低40%左右,对同类型锅炉机组采用相似的燃烧器优化改造具有一定的参考价值。     

300 MW锅炉炉内空气动力场试验研究

用数学模拟研究和现场试验手段对湘潭B厂300MW锅炉炉内空气动力场进行综合研究,模拟和试验结果符合较好,并对锅炉燃烧进行初步分析。     

150 MW亚临界循环流化床锅炉与煤粉炉比选

根据不同煤质,对国外某2×150MW亚临界燃煤发电机组循环流化床锅炉和煤粉炉方案进行技术及经济性比较。研究表明,煤粉炉方案在总体性能指标、可用率和可靠性、运行成本等方面均优于循环流化床方案,推荐采用煤粉炉方案。     

烟气再循环对煤粉锅炉炉内燃烧及NOx排放影响的数值模拟

以某热源厂75 t/h四角切圆煤粉锅炉为研究对象,采用数值模拟的方法对不同烟气再循环率下炉内的燃烧及NO_x排放特性进行研究。结果表明,烟气再循环技术可使炉内整体温度降低,烟气再循环率越高,炉膛温度下降越快;烟气再循环率增大,入炉二次风O_2含量降低,主燃区CO浓度先增加后减小,炉内NO_x浓度分布降低;烟气再循环率在20%时,炉膛出口NO_x浓度为417 mg/Nm~3,相比未采用烟气再循环,锅炉脱硝率提升26.1%。     

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。     

煤粉锅炉旋流式燃烧器的新发展

煤粉锅炉旋流式燃烧器的新发展浙江省电力试验研究所（杭州３１００１４）裘立春熊建国应剑张书谨我国电站中应用旋流式燃烧器的锅炉约占总容量的２０％。７０年代国内广泛采用直流燃烧器以来,对旋流式燃烧器颇为忽视,且一般只烧Ｑｎｅｔ,ａｒ＞１６．８ＭＪ／ｋｇ、Ｖ...     

超超临界1000MW 机组锅炉煤粉分配器的数值模拟

某电厂超超临界1 000 MW机组锅炉制粉系统装置有分叉管型的煤粉分配器,承担将1台磨煤机磨制的煤粉分配给8个一次风燃烧器的任务.叉管型煤粉分配器的分配性能与分配器及配套管道系统的安装方式密切相关.运用fluent软件对入口段长度为3D、分叉管与弯管平行和垂直安装的工况进行了气粉分配的数值模拟,并对模拟计算的结果进行了分析和评价,可为锅炉燃烧系统设计提供理论支持.