不同二次风角度的W炉冷态流场实验研究

针对燃煤W火焰锅炉氮氧化物排放高的问题,提出新型W火焰锅炉燃烧技术——热风包裹低NOx燃烧技术(HAP),并对该技术进行冷态模化实验研究.HAP技术在常规W炉的基础上,在下炉膛增加了冷灰斗二次风和炉底二次风.冷态模化实验表明:相比于常规的W锅炉,HAP技术的炉内流场更优化,一次风下探深度大,炉内充满度高,并且壁面未出现严重的贴壁流动,结渣风险较小.通过对前后墙二次风和冷灰斗二次风的不同倾角的实验研究发现:倾角为45°的前后墙二次风具有较好的下探深度和炉膛充满度,避免了贴壁流动现象;增大冷灰斗二次风入射角度可以减小一次风下探深度,使得贴壁流动现象加剧.炉膛充满度随着冷灰斗二次风倾角的逐渐增大呈现先增大后减小的趋势,在66°时达到最大值.     

煤种变化对超细粉再燃降低电站NOx排放量的影响

使用Fluent 6软件对河北某电厂300MW W火焰炉中的常规燃烧和超细粉再燃的燃烧的NOx排放进行了数值模拟.研究表明,超细粉再燃还原技术对降低300 MW W火焰炉燃烧NOx排放量有显著效果,当质量为初始燃料的10%左右的寿阳贫煤的超细粉作为再燃燃料送入折焰角出口处时,脱除率为1/2～2/3;高于采用厂用混合煤粉的脱除率.     

四角切圆燃烧锅炉燃尽风反切燃烧方式的模拟研究

为了研究炉膛出口烟温、烟速偏差的形成机理,解决四角切圆燃烧锅炉炉膛出口的烟温差、烟速偏差过大的问题,基于Fluent软件,采用燃尽风反切技术,对某电厂一台350 MW的超临界四角切圆燃烧锅炉炉内流场进行了数值模拟,在燃尽风风率保持在0.25不变的情况下,通过分析比较不同燃尽风反切工况下炉内的流场、相对切圆直径、炉膛出口残余旋转强度、速度分布不均匀系数的变化,得出以下结果:燃尽风反切角度在15°时,炉内气流稳定,炉膛出口气流旋转强度较弱.该结果对新建机组的设计和在役机组的改造具有参考价值.     

液态排渣炉燃烧过程的数值模拟

针对一台液态排渣旋风炉在不同配风方案下炉内燃烧过程和NOx分布进行三维数值模拟分析,建立液态排渣旋风炉内的流动和燃烧的数学模型,针对近壁燃烧的情况采用trap方式对炉内随气流运动的颗粒进行壁面捕捉.计算结果详细描述炉内的流场组织、温度场、氧气质量分数及不同配风情况下的NOx分布情况,并与该炉运行实验数据进行比较验证.计算结果显示,3种配风方式下液态排渣炉的燃烧均较为完全;相比较其他配风方式而言,分级配风方式下燃烧温度场分布更为均匀,顶部旋流二次风和切向二次风的共同作用加强了炉内气流的扰动,强化了炉内燃烧,使得整个炉膛的温度水平均维持在较高温度段,能够提供足够高温的烟气以满足裂解要求;同时下2层二次风强化了炉内水煤浆颗粒的燃烧,能够更好的抑制NOx的生成,采用分级配风方式下炉膛出口NOx质量浓度可低至684mg/m3,可以有效减少NOx排放.     

假想圆对六角燃烧器区域气流旋转特性的影响

针对某六角切圆燃烧煤粉锅炉存在的受热面结渣问题,应用激光多普勒测速仪(PDA),对燃烧器出口区域气流的旋转特性进行了三维冷态试验研究,采用标准的k-ε双方程湍流模型进行了数值模拟研究,安排了原始设计工况和加大上层燃烧器二次风假想切圆直径的改进工况．研究结果表明,燃烧器六角布置的锅炉,炉内气流旋转较弱,炉膛角部出现二次旋涡,主旋转气流呈动态椭圆形．适当地采用一、二次风同心双切圆布置形式,能够有效地改善炉内气流的旋转特性,从而抑制受热面结渣现象的发生．     

阳城电厂#6锅炉燃烧调整技术报告

阳城国际发电有限责任公司#6炉W火焰锅炉燃烧调整的过程中发生了燃烧不稳、高负荷灭火、氧量沿炉膛分布不均等问题,这些问题严重的影响了拍炉的正常安全稳定的运行,同时由于锅炉实际使用煤种与设计煤种偏离较大,造成了煤耗较高、无法带高负荷等问题。此次燃烧调整通过冷态调整试验、冷态烟风系统所有挡板全面检查、磨煤机一次风标定、辅助风的优化、热态档板调整、拱上二次风档板调整、垂直墙二次风档板调整、消旋杆调整、煤粉细度调整、过剩空气系数调整等已达到优化和改善锅炉的目的。     

燃烧器布置对1 000 MW锅炉热偏差的影响

为改善单炉膛双切圆锅炉燃烧器墙式布置时炉内形成"冷热角"、易结渣的问题,提出一种新型燃烧器布置方式.利用Fluent软件模拟一台1 000 MW超超临界锅炉燃烧器布置对炉内流场和炉膛上部受热面热偏差的影响.结果表明,燃烧器采用半墙式半角式布置方式可以有效改善炉内的斜椭圆流场,降低前墙中部区域的温度,同时使火焰中心上移,屏底温度增加;气流旋转动量的增大导致切向速度提升,切圆直径增大,炉内气流有偏向侧墙的趋势.对于炉膛出口各截面的烟气速度、温度分布不均匀性和炉膛上部受热面热偏差增加问题,可以采用燃尽风偏转等措施来减小热偏差.     

一次风反切减轻高温腐蚀数值模拟研究

高温腐蚀是电站锅炉爆管的主要原因之一.本文针对某四角切圆燃烧锅炉的实际情况,进行了一次风反切的数值模拟研究.计算结果表明,采用不同角度反切后各层射流切圆均有不同程度的减小,贴壁风速明显降低,最大切向速度也有所降低;大量煤粉颗粒被分离在靠近炉膛中心的区域,实现“风包煤”的燃烧方式,防止炉膛水冷壁高温腐蚀.同时因主气流切圆...     

同心圆二次风反切锅炉炉内气固多相流动特性的研究

为了防止大型电站锅炉炉内结渣,减轻高温对流受热面处烟气温度偏差,本文提出了二次风燃烧器喷口反切布置的同心圆燃烧方式。通过对炉内气相流动的冷模试验研究和数值模拟,单颗粒炉内运动的数值模拟和颗粒群在炉内运动的冷态试验研究结果表明:合理的二次风反切可在炉内形成“风包粉”燃烧方式,且使水平烟道内高温对流受热面处的气流速度和颗粒得到均匀分布,这对防止炉内结渣、减轻高温对流受热面热偏差起促进作用。     

300MW锅炉实现喷燃器倾角摆动的改造研究

通过喷燃器恢复倾角摆动功能，能够调整火焰中心在炉膛内的相对高度，调节煤粉在炉内燃烧时间和炉内的对流、辐射换热比率，达到调整再热器汽温和减少减温水量，提高锅炉效率的目的。     

混烧锅炉富氧燃烧的数值模拟

富氧燃烧会对煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内的燃烧特性产生重要影响。以130 t/h煤粉和高炉煤气混烧锅炉为研究对象,采用Fluent流体力学软件,对助燃气体（O_2/N_2）在3种不同氧气体积百分数（21%,23%,27%）工况下煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内的燃烧过程进行数值模拟。模拟得到3种工况下：炉内的温度场分布,烟气流场特性,火焰长度。模拟结果表明：随着氧气浓度的增加,燃料着火速度更快,燃烧更稳定,出口烟温逐渐降低,炉内烟气流速逐渐减少,强化了炉内传热效果,提高了锅炉热效率。     

碗式配风对燃烧效率与NOx质量浓度的影响

对600 MW超临界前后墙对冲燃烧锅炉在均等配风和碗式配风下的燃烧进行数值模拟,分析不同偏差程度碗式配风对炉内颗粒质量浓度场、CO体积分数场、炉膛温度、NO_x生成的影响,并与试验结果进行对比. 模拟结果表明,燃烧器碗式配风改善了炉内宽度方向上的风、煤混合过程,减小了CO体积分数和煤粉颗粒质量浓度偏差,降低了炉膛出口烟气中CO的平均体积分数和飞灰中碳的质量分数,从而有效提高了前后墙对冲燃烧锅炉的燃烧效率. 燃烧器碗式配风对炉膛出口烟气中NO_x的平均质量浓度有不利影响,但是当碗式配风风量偏差不大于20%时,NO_x平均质量浓度变化不大于3.5%. 综合燃烧器碗式配风对水平截面CO分布特征和炉膛出口烟气中NO_x的平均质量浓度的影响,在燃烧常用煤种的条件下,碗式配风的风量偏差宜控制在20%以内. 炉膛出口烟气中CO的平均体积分数、飞灰中碳的质量分数、NO_x平均质量浓度的模拟值与热态试验值变化趋势一致. 在实际应用中碗式配风对CO平均体积分数的降低效果更加显著,当碗式配风的风量偏差达到20%时,省煤器出口烟气中CO的平均体积分数降低幅度达95%.     

600 MW超超临界墙式切圆锅炉炉内流动与燃烧特性研究

采用数值模拟与现场试验相结合的方法对某电厂600 MW超超临界墙式切圆锅炉的炉内燃料的流动和燃烧进行了研究,着重研究了其炉内空气动力场、温度场、组分场、颗粒轨迹以及壁面热负荷分布等。结果表明：炉内速度分布均匀、炉内火焰中心位置合适以及燃烧状况良好。数值模拟和试验相结合的方法,既能从微观上了解炉膛内的燃烧状况,又能从宏观上把握锅炉的性能,从而为锅炉的经济安全运行提供技术支持。     

煤粉锅炉低负荷水冷壁结焦问题研究

对于燃用神华类易结焦煤种,持续低负荷工况下水冷壁会发生结焦问题,主要原因是此阶段大幅降低的烟温导致热风温度过低,使制粉干燥能力及炉膛燃烧环境变差,而未经充分干燥的煤粉颗粒进入炉膛后,因着火点滞后及燃烧速率低,较大的未燃烬的煤粉极易被甩到水冷壁上而导致结焦.采用广义回热技术,可以显著提高低负荷下热风温度等,从根本上解决了低负荷下水冷壁的结焦问题,提高了机组的安全性.     

太阳能在煤粉锅炉上的应用

通过对煤粉锅炉炉膛内的燃烧、传热过程进行数值计算研究,预测了不同空气温度下炉膛内的温度分布和污染物体积分数分布。结果表明,在达到工业生产要求的炉内温度时,二、三次风使用高温空气,可降低总空气量和煤粉消耗量,同时还可减少污染物的生成量,达到节能减排的目的;随着空气温度的升高,炉膛内同一截面的温度更加趋于均匀,这样水冷壁各管吸热均匀,有利于锅炉水循环的稳定性,有利于煤粉锅炉应用高温低氧燃烧技术。为了实现空气高温,可在锅炉尾部增设太阳能空气加热器,利用太阳能辅助烟气余热将二、三次风加热到873K以上。     

烟气再循环对生物质炉排炉燃烧影响的数值模拟

针对生物质锅炉实际运行过程中常出现水冷壁腐蚀严重、屏式过热器积灰多和NO_x排放量高等问题,以一台某电厂额定蒸发量为130 t/h的生物质往复式水冷炉排炉为研究对象,提出二次风掺混再循环烟气燃烧的方法,采用计算流体力学（CFD）数值模拟技术对炉内燃烧过程进行热态模拟,旨在为锅炉的实际运行操作提供理论指导. 计算结果表明,采用烟气再循环可以增强炉膛上部气流扰动,改善炉内温度分布的均匀性,提高燃尽率,同时降低屏区火焰温度,减轻大屏积灰结渣风险;后墙下二次风掺混再循环烟气后,主燃区形成还原性气氛,温度下降,有效抑制热力型NO_x的生成.后墙下二次风掺混30%再循环烟气的工况炉内气流均匀饱满,高温烟气分布从炉膛深度中心向前、后墙两侧稳定下降,NO_x排放质量浓度相对于无再循环烟气时减少了32.1%.     

1 000 MW塔式锅炉炉内燃烧特性的数值模拟

利用FLUENT软件对某1 000 MW塔式锅炉的燃烧过程进行了数值模拟。结果表明:在额定工况下,温度在炉膛内呈左右对称分布,高温区出现在燃烧器区域的中上部;锅炉冷灰斗区域的温度最低;沿射流方向靠近下游水冷壁处的温度高、氧浓度低,在运行中要注意下游水冷壁区域的结渣情况。     

CFB-FGD布袋除尘器内气固流动特性的数值模拟研究

采用k-ε双方程湍流模型和离散相模型对循环流化床烟气脱硫(CFB-FGD)布袋除尘器内气固两相流动进行了数值模拟,分析了进口烟道结构形式、气流均布板和锅炉负荷等对改进前后布袋除尘器的流场分布、阻力特性及颗粒相流动状况的影响规律.模拟结果表明,渐扩型进口烟道和具有一定开孔率的气流均布板可很好地改善除尘器内流场分布的均匀性.与布袋除尘器原型相比,改进型除尘器内的颗粒流动更加均匀,同时灰斗积灰对颗粒相均匀分散有一定的改善作用.不考虑粉尘堆积情况下,改进型布袋除尘器总阻力损失与锅炉负荷满足二次函数关系.     

卧式燃煤锅炉改烧生物质燃料的燃烧系统数值模拟

本文应用计算流体力学软件,对卧式燃煤锅炉改烧生物质燃料的燃烧系统进行了详细的数值模拟,包括二次风不同喷嘴角度,一二次风不同配比,二次风位置交错布置等情况炉膛内流场的分布情况,针对DZIA-1.25-AⅡ型锅炉进行模拟,并对模拟结果进行了理论分析,在模拟计算条件下喷嘴角度取30°,一二次风配比取7∶3,喷嘴交错布置,一侧距离前墙1.4 m,另一侧距离前墙1.7 m时炉内流场达到最佳状态.本文的研究能为此类改造工程中燃烧系统的优化提供参考.     

亚临界煤粉锅炉流体流动和燃烧的数值模拟

以一300MW Hg1025/18.2-YM13型亚临界自然循环、四角切圆燃煤锅炉为研究对象,应用可实现化k-ε湍流模型、颗粒相随机轨道模型、即混即燃气相燃烧模型、P-1辐射换热模型,根据燃烧测试试验得到的边界条件,运用FLUENT软件对锅炉炉内流体流动和燃烧过程进行了三维数值研究。模拟预测结果与试验结果吻合较好,温度分布规律和趋势与试验研究结果一致。运用该模型对炉内速度场、压力场、温度场以及燃烧释热场进行了多场耦合仿真,并全面系统地研究了各种操作参数对炉内燃烧工况的定量影响规律,确定了燃烧器和锅炉合理的操作参数:过剩空气系数为1.2、一次风率为20%、一次风温度为608K、二次风温度为620K且均匀投粉。在该条件下炉内温度分布较合理,煤粉能正常稳定地燃烧,炉膛高温区较集中,炉膛出口温度合理。