宽负荷下切圆燃煤锅炉H_(2)S分布特性的数值模拟

锅炉采用空气分级燃烧降低NO_(x)排放的同时也提高了主燃区H_(2)S体积分数。炉墙壁面过高的H_(2)S体积分数是加剧水冷壁高温腐蚀的重要因素。为保障新能源并网发电,大型燃煤机组灵活调峰的需求增加,不同负荷下的水冷壁近壁面H_(2)S分布特性值得关注。通过正交试验分析了切圆燃煤锅炉运行参数对水冷壁近壁面H_(2)S体积分数分布的影响。选取一台超临界600 MW切圆燃煤锅炉建立数值模型,设计L_(16)(4^(5))正交工况,覆盖100%BMCR、75%THA,50%THA以及35%BMCR四种负荷。建立了自定义SO_(x)生成模型以确定燃料硫的析出和转化路径,模型包含多表面反应子模型以描述焦炭与O_(2)/CO_(2)/H_(2)O等3种气体的异相反应,并确定焦炭气化反应消耗量占总消耗量的比例,进而对炉膛H_(2)S空间分布进行了模拟计算。研究表明,近壁面高体积分数H_(2)S区域主要位于投运燃烧器层中最下层燃烧器以下以及最上层燃烧器以上至SOFA层之间,烟气切圆沿炉膛高度增加逐渐增大是造成后一区域H_(2)S体积分数较高的重要原因。35%BMCR负荷下水冷壁重点区域的H_(2)S平均体积分数为364μL/L,明显低于其他负荷。锅炉运行参数对重点区域H_(2)S体积分数影响程度的排序为:锅炉负荷>一次风率>主燃区空气过量系数>假想切圆直径>燃烧器竖直摆角。

四角切圆燃煤锅炉变SOFA风量下燃烧特性数值模拟

对某电厂660MW四角切圆燃煤锅炉增加了分离燃尽风(SOFA)的低氮改造,利用Ansys Fluent14.0软件进行了改造后燃烧特性的数值模拟,并将数值模拟结果与实际测量数据进行对比,研究了炉膛速度场、温度场、组分场和NOx质量浓度的分布规律,分析了不同SOFA风门开度下燃烧器区域以及沿炉膛高度方向NOx质量浓度的变化.结果表明:低氮改造中增加SOFA后的温度分布较均匀,切圆形成较好,没有出现火焰贴墙现象;当SOFA风门开度由30%增大到100%时,燃烧器区域最高温度由1 803K降低到1 684K,最高温度降低119K;燃烧器区域NOx最高质量浓度由388 mg/m3降低到259 mg/m3,降低了129 mg/m3;炉膛出口NOx质量浓度由487.9mg/m3降低到307.4mg/m3,降低了180.5mg/m3;通过调节SOFA风门开度可有效降低炉膛出口NOx质量浓度.

四角切圆燃煤锅炉不同燃尽风量下的燃烧特性数值模拟

对某300 MW机组四角切圆燃煤锅炉进行燃尽风配风方式的数值模拟,将模拟结果与实际检测结果进行对比,验证了模型的准确性。模拟结果表明,炉内燃烧温度分布均匀,未出现火焰偏斜、冲墙等现象;在负荷一定的情况下增加燃尽风量,有利于降低排放的NO_x质量浓度;在高负荷下4台磨煤机运行时,应尽量开大上级燃尽风门开度,进一步降低NO_x质量浓度,而飞灰中碳质量分数和煤粉燃尽率等指标变化较小;在较低负荷下3台磨煤机运行时,在保证一定燃尽风量的条件下,应尽量运行下级燃尽风而停运上级燃尽风,不仅有利于维持较低的NO_x质量浓度,而且可以保证锅炉的燃烧效率。

基于正交试验法的700℃四角切圆燃煤锅炉热偏差数值模拟研究

为解决700℃四角切圆燃煤锅炉热偏差较大的问题,利用Fluent 16.0软件进行数值模拟,采用正交试验法,以炉膛出口截面热偏差为优化指标,对燃尽风反切角度(因素A)、燃尽风速度偏置(因素B)及燃尽风反切角度与燃尽风速度偏置交互作用(因素A×B)等3个因素,分别设计3个水平进行优化处理。采用极差分析法和权矩阵分析法,确定最佳的因素与水平组合以及具体的权重占比。结果表明:各因素对炉膛出口截面热偏差重要程度为燃尽风反切角度>燃尽风速度偏置>燃尽风反切角度与燃尽风速度偏置交互作用;3种因素权重占比分别为燃尽风反切角度0.875、燃尽风速度偏置0.079、燃尽风反切角度与燃尽风速度偏置交互作用0.046;通过2种分析方法得出燃尽风反切角度与燃尽风速度偏置交互作用可以忽略,正交试验最佳因素与水平组合为A3B3,该组合燃尽风反切角度25°,燃尽风速度右/左为0.77,炉膛出口截面热偏差为28.405 K,与最高热偏差值相比,下降89.01 K,降幅明显。

煤粉孔隙率对四角切圆燃煤锅炉飞灰含碳量及结焦特性的影响

研究煤粉颗粒孔隙率对1 000 MW机组燃煤锅炉飞灰含碳量及结焦特性的影响。选定了25℃、75℃、110℃这三个干燥温度对煤粉进行干燥,测试了煤粉颗粒的水分和孔隙率。采用测试得出的孔隙率范围,利用FLUENT软件对该台四角切圆燃煤锅炉炉内燃烧进行了三维稳态数值模拟,其中,模拟焦炭的燃烧采用了intrinsic模型。研究结果表明:(1)煤粉颗粒的孔隙率、比表面积和孔径都随着煤粉加热温度的升高而增大;(2)煤粉颗粒孔隙率越大,炉膛火焰中心位置越低,燃尽风区域的温度也越低;(3)煤粉颗粒孔隙率越大,煤粉颗粒的碰壁率和炉膛出口的飞灰含碳量都会越小;(4)煤粉颗粒孔隙率越大,水冷壁越不易结焦。研究结果为燃煤锅炉运行实践、设计以及改造提供了依据。

东方600MW机组四角切圆燃煤锅炉技术特点

重点介绍东方锅炉 (集团 )股份有限公司 6 0 0MW机组亚临界参数、自然循环、四角切圆燃烧锅炉开发设计和锅炉的主要技术特点。

基于不同配风方式下的四角切圆燃煤锅炉燃烧特性的数值计算研究

利用数值计算方法分析了某火电厂四角切圆燃煤锅炉炉内燃烧特性,重点考察了配风调整对炉内温度场、速度场、组分场、NO_x以及飞灰含碳量的影响规律。结果表明:不同配风方式下,炉内温度场和速度场的分布都比较合理,没有出现贴壁燃烧现象,倒宝塔配风时,炉膛出口CO的浓度和飞灰含碳量相比均等配风和正宝塔配风时要高,而NO_x浓度相比其他两种方式时要低。该研究结果可为四角切圆燃煤锅炉的实际运行提供了一定的参考。

四角切圆煤粉锅炉截屏改造的流动与燃烧数值模拟研究

综合分析各工况的模拟结果,分隔屏截短后水平烟道入口处左右两侧烟气温度偏差并未增大,后水平烟道入口右下侧也并未出现烟气走廊,水平烟道入口截面平均氧气浓度降低,说明可燃物燃烧更充分。该改造方法,对国内存在有类似问题的锅炉具有重要的参考意义。

1000 MW燃煤锅炉宽负荷区炉内结焦和飞灰含碳量分析

针对1台1 000 MW四角切圆塔式燃煤锅炉,研究煤粉粒径和锅炉负荷对炉内水冷壁结焦和飞灰含碳量的影响。利用FLUENT软件平台,对炉内燃烧进行了三维稳态数值模拟,并对结焦程度和结焦原因进行了详细分析。结果表明:在选定的50%、75%、100%3种负荷下,水冷壁的结焦程度和飞灰含碳量均随煤粉颗粒粒径的增大而增加。在选定的25,40,60,80,100,120μm 6种平均煤粉粒径下,水冷壁的结焦程度和飞灰含碳量均随锅炉负荷的降低而增加。针对锅炉低负荷下结焦严重和飞灰含碳量过高问题,应用广义回热技术,提高一次风、二次风温度,从而提高煤粉颗粒温度和燃烧效率,可以很大程度上解决该问题。该研究结果可为燃煤锅炉运行实践、设计以及改造提供依据。