超临界墙式切圆锅炉低负荷燃烧特性

在新能源大规模消纳及国家双碳目标背景下,实现锅炉低负荷稳定燃烧对火力发电机组深度灵活调峰具有重要意义。以国内某660 MW超临界墙式切圆燃烧煤粉锅炉为研究对象,对锅炉进行了低负荷下多工况燃烧特性的数值模拟及试验验证,研究了不同燃烧组织方式对炉内燃烧气流速度、温度及氧浓度分布特性的影响。通过对燃烧器区域进行加密网格划分,提高模拟结果的准确性,数值模拟结果与试验结果偏差较小,说明其模拟结果可信。研究结果表明:30%低负荷下,墙式切圆锅炉通过开启底层燃烧器并进行合理配风,煤粉在炉内能形成良好的切圆流场并增加停留时间;同时,通过适当增加运行燃烧器的间距,能够实现炉内部热负荷分布均匀,为锅炉超低负荷下稳定燃烧提供了有利条件。结果表明,模拟提出的墙式切圆锅炉燃烧组织与运行策略合理,可保证锅炉30%低负荷下稳定燃烧及各项主蒸汽参数达到运行要求,结果为该类型超临界机组深度灵活调峰运行提供基础与依据。

600MW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。

660MW墙式切圆锅炉燃烧器数值模拟优化改造

针对某电厂水冷壁结渣、动力场不稳及低负荷稳燃能力差等问题,通过对百叶窗式煤粉浓缩器的性能参数进行试验优化,提出改进措施。利用Fluent计算软件,分析对比改造前后的空气动力场、温度场和烟气中各组分物质的量浓度的分布。结果表明:将挡板延长至钝体并与之结合,使浓、淡相煤粉气流一直保持到燃烧器出口,并通过将第一级叶片改为丘体型结构,第二、三级叶片中间开竖槽并适当调整叶片结构参数,获得较理想的煤粉浓缩效果,提高燃烧器的稳燃性能。

超临界墙式切圆锅炉燃烧优化方案的仿真分析

针对某600 MW超临界墙式切圆锅炉的配风方式选型和低氮排放等燃烧优化方案的研究,提出一种应用计算流体动力学进行建模与仿真的方法,通过CAD软件绘制锅炉的三维网格模型,确定锅炉燃烧的湍流模型、辐射模型以及燃烧器入口边界条件,完成锅炉燃烧仿真实验。仿真实验结果表明:对比4种配风工况及不同燃尽风、附加风风率工况下炉内速度场、温度场和氮氧化物生成量的变化,发现正宝塔式配风方式为该锅炉最佳配风方式,同时得出锅炉低氮燃烧的最佳风量组合。

不同配风方式下超临界墙式切圆锅炉燃烧特性的数值模拟分析

以华能营口电厂600 MW超临界墙式切圆燃烧锅炉为研究对象,采用计算流体力学仿真软件对在不同配风方式下锅炉炉膛内温度场和NO_x质量浓度进行数值模拟分析。数值模拟结果表明:在一、二次风正宝塔式配风方式下,炉内温度分布状况理想,下二次风托粉效果好,锅炉内燃烧充分且无贴壁燃烧现象;另外,一、二次风正宝塔式配风方式结合燃尽风、附加风风量的调整,可以有效降低炉内NO_x的生成量。以上结果对该类型锅炉运行、设计和改造具有指导价值。

污泥掺烧对墙式切圆锅炉性能的影响

为了解污泥掺烧对锅炉实际运行中产生的影响,对某660 MW墙式切圆锅炉进行对照试验,在高、中、低负荷下掺烧污泥,并与不掺烧污泥的工况进行对比。结果表明:含水率为72%的污泥在2%的掺烧比例下,锅炉炉膛温度分布大致相同,平均温度下降约15 K,机组排烟温度略有上升,NO_(x)、SO_(2)的排放浓度均有所降低,CO的排放浓度上升,混合燃料灰渣的结焦性略有上升,锅炉效率下降约0.2%。结合混合燃料灰渣的重金属检测与二噁英排放结果,得出各负荷下,燃煤机组掺烧低比例的高含水率污泥具备可行性。

污泥掺烧对墙式切圆锅炉的影响分析

为了验证锅炉机组掺烧高含水率污泥的可行性,以某660 MW墙式切圆锅炉为例,基于现场试验数据,建立数值仿真模型,分析了污泥在不同掺烧比和掺烧方式下对锅炉燃烧特性的影响。结果表明:随着污泥掺烧比的增加,炉内中心流场速度降低,炉膛整体温度下降,影响炉内燃烧效果,降低了锅炉效率;在11%的污泥掺烧比下,出口NO_(x)质量浓度降低22%;在相同污泥掺烧比下,适当增加掺烧磨煤机数量,降低单层燃烧器的污泥掺烧比,可以有效优化炉内燃烧特性。

不同富氧配风方式下墙式切圆锅炉低负荷燃烧特性数值模拟

针对某660 MW超临界墙式切圆燃烧直流煤粉锅炉在30%负荷下无法长时间稳定燃烧的问题,选取多种富氧配风方式对其进行低负荷下富氧燃烧改造的数值模拟研究,对比分析该电厂30%负荷下空气工况及改造后3种富氧配风工况下炉内速度场、温度场和氧浓度场等各项模拟参数。结果表明：在30%负荷下,通过开启不同层一、二次风喷口及在中间层通入富氧二次风的配风方式,使得煤粉燃烧特性得到明显改善,煤粉在炉内停留时间增加,燃烧器浓、淡侧煤粉气流都能及时地着火燃烧,主燃烧器区温度维持在1 750 K以上,较初始工况提高了近200K,为锅炉低负荷稳定燃烧提供了有利条件,工况三是该墙式切圆锅炉低负荷下较为理想的运行工况。

600MW墙式切圆锅炉燃烧器数值模拟优化及改造研究

结焦会缩短锅炉使用寿命,甚至结焦严重时形成块状掉落,造成灰斗水冷壁损坏,影响机组安全运行,某厂针对主燃区结焦严重的问题,对燃烧器喷嘴射入角度进行改造,通过FLUENT模拟3种不同的燃烧器射入角度,分析对比不同改造角度前后的温度场、速度场及组分场,分析所选角度的合理性,再将所得结果与冷态火花示踪试验和热态温度场试验比对,验证所选角度的改造方案的可行性与有效性,为同类机组抑制结焦提供参考。

600MW超超临界墙式切圆锅炉燃烧过程数值模拟

借助计算流体力学软件Fluent,选择合理的数学模型,对一台600 MW超超临界墙式布置切圆燃烧锅炉进行数值模拟,着重研究了墙式切圆锅炉炉内空气动力场,温度场,组分场和不同SOFA(分离燃尽风)风率对墙式切圆燃烧锅炉NOx生成及烟气成分特性的影响。结果表明:炉内切圆形成完整,炉内充满度较好,但切圆形成过大,近壁面温度过高,结渣倾向明显。此结论与实验台上烟雾示踪实验所得结论相符,证明了模拟的可靠性。随着SOFA风率的增加,主燃区氧浓度降低,主燃区NOx生成量减少,在SOFA风率过高条件下,会使燃烧后期NOx生成大大增加,整体NOx排放并不一定低。因此,需要合理优化SOFA风率。

1800t/h墙式切圆燃烧锅炉配风数值模拟

对某电厂600 MW墙式切圆燃烧锅炉运用Fluent流体计算软件进行了数值模拟,分别对其冷态空气动力场,燃烧设计工况以及变AA风率工况进行了模拟分析。研究了改变AA风率时的温度场和NO_x排放量变化情况。计算表明,AA风率的增加可(?)NO_x排放量减少的同时也会使炉膛出口烟温升高和氧量增加,所以需要合理选择AA风率。通过改变AA风率工况的现场试验,研究结果验证了数值模拟的可靠性,为AA风率的优化设计和运行提供了理论依据。

1125t/h超临界墙式切圆褐煤锅炉冷态空气动力场试验研究

为了解某电厂1125 t/h超临界墙式切圆褐煤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、二次风风速进行了调平,并对炉内实际切圆及贴壁风速进行了测量。试验结果表明,经调整后,各粉管及燃烧器喷口风速均,二次风挡板特性较好,实际切圆大小及贴壁风速合理。

600MW墙式切圆燃烧炉内动力特性数值研究

对辽宁某电厂600 MW超超临界墙式切圆燃烧锅炉的炉内动力特性进行数值研究,分析炉内切圆直径大小和炉膛内部流动特性,并将模拟结果与该锅炉冷态试验时测得的数据进行比较。模拟分析得出炉内流场充满度较高,炉膛四角卷吸高温烟气到火焰根部有利于稳定燃烧。燃烧区域的中心形成旋转上升的气流,射流未出现刷墙现象,与冷态实验结果吻合。由于射流刚性较强,旋转上升的气流在到达炉膛出口时仍存在较大的残余旋转,使得炉膛出口存在速度差。该模拟结果能够真实地反映出炉内流动特性,可为该类型锅炉的设计改造提供参考数据。

600MW超临界机组锅炉防结焦措施探讨

内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司2×600 MW超临界机组锅炉采用墙式切圆燃烧方式,燃用当地产褐煤,自投运以来存在严重的结焦问题。从燃用煤种、锅炉设计特点、燃烧特性等方面对结焦原因进行了分析,并提出选用接近设计煤种的燃煤、选择合适的周界风速、降低炉膛与大风箱差压等调整措施。通过调整,炉焦量显著下降,锅炉结焦问题得到明显遏制。对同类型采用墙式切圆燃烧方式的褐煤锅炉防结焦具有一定的参考作用。

炉膛火焰中心位置与下水冷壁出口壁温关系研究

针对某超临界600 MW机组四角切圆燃烧锅炉,通过三维数值模拟的方法,对炉内温度场与热负荷分布进行了计算分析,建立了炉膛火焰中心位置与下水冷壁出口壁温的关系模型,提出了一种基于现有水冷壁出口壁温测点,进行火焰中心位置判别的方法。结果表明:本文的模拟计算值与锅炉实际运行情况符合良好,说明本文所采用的计算模型基本正确,计算结果具有一定的准确性和可靠性;所提出的火焰中心位置判别方法简单可靠,仅需利用锅炉已有壁温测点,投资低且工程实用性强;该判别方法可帮助运行人员实时监测炉内火焰中心位置,并采取相应的调整措施以保证炉内的稳定燃烧,有效提高了机组的安全性与经济性。

600MW机组锅炉分层掺烧神华煤的混煤燃烧数值模拟

通过模拟在某燃烧铁法次烟煤的600 MW机组锅炉中掺烧神华煤的分层混煤燃烧过程,分析了在掺烧不同层数神华煤时炉膛内速度场和温度场的分布,研究了锅炉内掺烧神华煤的层数对炉膛出口烟温和炉内结焦的影响,在保证锅炉安全运行的前提下给出了最优的分层掺烧方式,可供同类型锅炉设计和运行时参考。