某1000MW超超临界双切圆锅炉燃烧特性的数值模拟与优化

使用realizable k-ε双方程模型,对一台1000MW超超临界机组双切圆锅炉的燃烧特性进行了数值模拟,研究了一、二次风速及喷口结构对锅炉热态流场、温度场分布的影响,对燃烧器原始结构及拟改进结构流场及温度场进行了比较。数值模拟结果表明:燃烧器拟改进结构情况燃烧过程中,炉膛内形成2个旋向相反的椭圆形温度场与流场。一、二次风速对炉内燃烧器区域热态流场影响较大,一次风速增大,切圆直径变小;二次风速增大,切圆直径变大。燃烧器喷口形状与布置方式不同时,炉内温度场变化较大。增大一次风喷口尺寸能够增加火焰刚性,可避免一次风速较低时火焰偏斜贴壁,为最佳改进方案。并与改进后试验结果进行了对比,获得了比较一致的结果。为PM型燃烧器设计和运行提供了一定的理论基础。     

600MW超临界褐煤锅炉结焦原因分析及措施

对600 MW超临界褐煤锅炉在试运行期间出现结焦问题的原因进行了分析,得出煤质结焦性强、煤粉偏细、一次风速偏低、燃烧器旋流强度偏大、一次风速偏差大等因素是造成锅炉结焦的主要原因.通过采用提高煤粉细度、提高一次风速、降低燃烧器旋流强度及进行冷热态一次风速调平试验等技术措施,解决了锅炉严重结焦问题,9号机组顺利通过168 h试运行,且投产2年来未出现过结焦现象.     

低氮燃烧器优化研究

大唐长春第二热电有限责任公司对一期1号机组进行低氮燃烧器改造。燃烧器投产运行后存在燃烧不稳定、不充分情况,导致飞灰含渣量、炉渣含碳量偏高,一次风速偏高。火焰中心上移导致水冷壁超温、再热蒸汽温度偏高,促使减温水投入量达到最大值,严重影响了锅炉安全经济运行。通过分析机组主要参数,制定调整燃烧器喷口下倾角、接引三次风管道、降低一次风速等优化方法,解决了再热蒸汽温度偏高,一次风速过高,飞灰、大渣含碳量高等问题。     

旋流燃烧器高负荷灭火问题研究

针对某670t/h燃用贫煤锅炉旋流煤粉燃烧器在额定负荷出现的灭火问题，在单相试验台上进行了冷态模化试验，试验结果表明：高负荷下的灭火不是由于射流回流区及扩展角的变化引起的，而是由于旋流二次风速过高．导致一、二次风风速不匹配引起的。去掉燃烧器旋流二次风道与直流二次风道之间的扩口后．旋流二次风速度下降．旋流二次风较早地向外扩散．射流的回流区及扩展角略有增加。工业试验表明：采用改进后的燃烧器结构解决了高负荷灭火问题。同时，还分析了直流二次风率、旋流二次风、一次风对流场的影响。     

HALF-PAX旋流燃烧器冷态空气动力场试验研究

利用相似与模化原理,对某350 MW超临界燃煤锅炉配置的HALF-PAX型褐煤旋流燃烧器进行炉内冷态空气动力场试验,首次以同层燃烧器为试验对象,研究燃烧器喷口一、二次风的风速分布特性、风量调节特性,以及燃烧器喷口气流流动特性。试验结果表明,该型旋流燃烧器的一次风分配特性较好、二次风分配特性较差,内二次风风量过低且无法通过参数调整达到设计要求、二次风通道结构设计存在问题。依据试验结论进行优化调整后提高了锅炉煤种适应性,改烧烟煤时的稳燃性明显提高,锅炉环保经济指标得到进一步改善。     

350MW超临界机组的无油启动试验

在350MW超临界机组上进行了无油启动试验。锅炉的燃烧器对冲布置,其中A层燃烧器配置等离子体点火器。试验时,锅炉安全保护装置可靠投入;A层燃烧器配置的等离子体点火器应可靠投入。在点燃E层燃烧器前,A层燃烧器一次风速应大于35m/s,并检查E层燃烧区温度大于燃料燃点。     

对冲燃烧锅炉旋流燃烧器风量分布优化的数值模拟

针对某发电厂1 000 MW机组对冲燃烧锅炉两侧燃烧器二次风量偏低的问题,提出了一种可优化燃烧器二次风量的风箱结构。采用数值模拟方法,研究了该二次风箱内的流动特性及燃烧器流量分配。结果表明,在不改变燃烧器出口二次风旋流强度及通流面积的前提下,通过设置调节挡板,可使得两侧燃烧器的全压高于中间燃烧器的全压,进而两侧燃烧器风量高于中间燃烧器风量约5%～6%,燃烧器出口速度分布也较为均匀。在机组满负荷运行,二次风叶片角度减小到15°时,送风机全压足以克服二次风道和各燃烧器阻力,确保机组的安全运行。     

低NOx旋流燃烧器冷态动力场数值模拟研究

为解决采用OPCC型旋流燃烧器的锅炉出现大面积燃烧器喷口烧毁的问题,基于商用计算流体力学软件Fluent对OPCC型旋流燃烧器开展数值模拟研究,采用控制变量法研究中心风,一次风,内、外二次风风速与旋流燃烧器冷态动力场的关系.结果表明:中心风风速与回流区距喷口距离成正比例关系;中心风风速过小会增加燃烧器喷口烧毁的可能性,...     

乏气掺入一次风的可行性探讨

我厂~#12、~#13炉系上海锅炉厂生产的50415型配125MW机组的420t/h锅炉,分别于1985、1986年年底投产。该型锅炉采用中间储仓式热风送粉系统,配DTM320/580型筒式钢球磨两台,制粉乏气作为三次风送入炉膛。本锅炉采用四角布置直流摆动式煤粉燃烧器,炉膛尺寸29500×8840×9600mm(高×深×宽),燃烧器一、二、三次风喷口自上而下布置为:三、二、二、一、二、一、一、二。一、二、三次风风率、风温、风速设计值如表1所示。设计煤种为淮北烟煤。一、运行中存在的问题及原因分析1.燃烧器附近结焦50415型锅炉     

2000t/h四墙切圆锅炉炉内空气动力场试验研究

通过模拟燃烧器热态设计工况,对一台660 MW超超临界锅炉PM型四墙布置切圆燃烧器进行了炉内冷态空气动力场试验研究。通过测量某一层燃烧器区域空气速度分布和衰减情况,研究了一次风速,一、二次风动量比和周界风风量等因素对四墙切圆燃烧方式下炉内空气动力场的影响规律。试验结果表明,四墙切圆燃烧器与四角切圆燃烧器有较大差别,冷态实际切圆形成主要取决于假想切圆直径,受一、二次风动量比和周界风量影响较小;降低了燃烧器向火侧火焰刷壁的可能性,更加有利于组织炉内燃烧,从而更好地控制炉膛出口热偏差、火焰中心高度和NOx排放量。     

DRB-4Z型双调风旋流燃烧器出口流场的数值仿真研究

以某电厂600 MW机组锅炉的单个DRB-4Z型双调风旋流燃烧器为例,通过CFX软件模拟研究一次风速、外二次风叶片角度对燃烧器出口流场的影响.结果表明:适当减小一次风速可增大回流区,有利于煤粉的着火,但过低的一次风速会使一、二次风的后期混合变弱,不利于煤粉的稳定着火;随外二次风叶片角度的增大,火炬长度明显增大,推迟了外二次风与一次风的混合,降低了着火稳定性,同时易引起燃烧器对面水冷壁的结渣;随外二次风叶片角度的减小,旋流强度增大,煤粉气流的最大轴向速度和最大切向速度的衰减加快;当外二次风叶片角度过小时,较大的旋流强度使火焰尾部形成开放式气流同时在尾部中心出现回流区,将降低燃烧器的使用寿命并对着火稳定性产生不利影响.     

试论#3锅炉燃烧系统的改造

针对乌兰浩特热电厂#3锅炉燃烧系统在设计和安装上存在的不合理之处,通过对#3锅炉的冷、热态试验,发现锅炉系统存在很多问题:煤粉细度大;一次风温低;炉膛温度低;一次风速高;二次风速小;一次风煤粉浓度偏差大等这些缺陷造成锅炉着火不良,燃烧不稳,经常性的灭火放炮;从而导致各项热损失增大,锅炉效率低等诸多问题,为此制定了相应的技术改造,加装了浓淡燃烧器,保证了锅炉机组的安全性,稳定性,经济性.     

中储式热风送粉系统三次风速偏高的试验研究

在鸡西发电厂1号、2号机组调试过程中，发现2号机组制粉系统存在三次风速偏高等问题，经过对原设计制粉系统的热力计算进行重新校核验算，增加了三次风燃烧器喷口的截面积，降低了三次风速，使锅炉的热风温度能够满足制粉系统干燥出力的要求。     

低NO_x旋流燃烧器一、二次风混合特性分析

在设计的新型低NOx旋流燃烧器中,采用温度示踪法研究一、二次风的混合情况。通过分析冷态煤粉浓度的分布及煤粉高浓度区域面积的大小,得到:中心管扩角越小,二次风混入越晚,冷态高煤粉浓度区域面积越大;一次风率为0.2、一次风速为15m/s、直流二次风速为25m/s时冷态高煤粉浓度区域面积较大,有利于降低NOx的生成;内二次风旋流开度减小较外二次风旋流开度减小对冷态高煤粉浓度区域面积的影响大;内旋流强度为1.35、外旋流强度为1.56为最佳的试验工况。     

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。     

对冲燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀运行调整

某超临界机组对冲燃烧锅炉水冷壁存在严重高温腐蚀的现象,这主要因水冷壁壁面附近存在强还原性气氛并伴有H_2S气体产生所致。本文采用单因素轮换法,试验研究了主燃烧器的三次风旋流强度、三次风风量、二次风旋流强度、二次风风量等主要运行参数调整对锅炉水冷壁壁面气氛特性参数H_2S质量浓度的影响规律。结果表明,在锅炉习惯运行方式的基础上,通过适当削弱主燃烧器三次风旋流,同层燃烧器三次风采取"碗式配风",适当增强主燃烧器二次风旋流,增加燃尽风二次风风量,减少燃尽风一次风风量,适当提高运行氧量和一次风速,采取均等配煤方式,降低煤粉细度后,水冷壁侧墙平均H_2S质量浓度由876.5mg/m~3降至352.2mg/m~3,水冷壁壁面气氛得到较大改善,锅炉运行安全性得以提高。     

超临界四角切圆锅炉冷态空气动力场试验研究

为了解炉膛内部及燃烧器热态运行时的气流的混合和流动特性,以宁夏某电厂660MW超临界四角切圆燃烧锅炉为研究对象,进行锅炉冷态空气动力场试验。试验内容包括:冷态一次风调平、二次风风门挡板调节特性试验和炉内冷态空气动力场速度场测量及示踪。试验结果表明:各层燃烧器喷口风速均匀一致,气流形成切圆后火焰在炉膛内有良好的充满度,火焰的中心位于炉膛中央,无偏斜。试验结果为机组的热态运行和燃烧调整提供了可靠的依据。     

600MW超临界旋流燃烧器锅炉优化运行研究

分析了某引进三井巴布科克能源公司技术生产的600 MW超临界锅炉低NOx轴向旋流燃烧器(LNASB)的结构特点。通过对采用该技术的某电厂#1锅炉进行变氧量、变一次风速、变二、三次风比例、变同层燃烧器二、三次风总风量和二次风旋流强度等试验,研究了LNASB型旋流燃烧器锅炉运行特性,找出了一条防止该型锅炉结渣的有效途径,同时也使该电厂#1锅炉一减前的一次汽汽温偏差问题得到改善。     

300MW机组锅炉低氮燃烧改造及优化运行技术研究

为了降低氮氧化物排放浓度,采用分级燃烧技术对贵溪电厂300 MW机组锅炉进行了低氮燃烧器改造。但改造后锅炉飞灰含碳量增加较多,造成锅炉效率下降。针对改造后的燃烧状况变化,通过优化调整试验找出了炉膛出口氧量、二次风配风方式、燃尽风控制方式、一次风速等对锅炉效率和NOx排放量的影响规律。依据研究结果,确定了该炉的最佳运行方案,使得该机组锅炉效率提高了0.8%,NOx的排放量下降了47%。     

2023t/h亚临界四角切圆锅炉冷态空气动力场的试验研究

为了解某电厂2023t/h亚临界四角切圆锅炉大修后炉内空气动力场的分布特性,进行了锅炉冷态空气动力场试验。对锅炉两侧二次风道挡板特性进行了测量,并对一、二次风风速进行了调平,对炉内实际切圆及水平烟道风速进行了测量。试验结果表明,一、二次风挡板特性较好,经调整各粉管及燃烧器喷口风速均匀,实际切圆大小及水平烟道风速合理。