超临界600 MW机组英巴W火焰炉偏斜气固两相流和不对称燃烧研究

针对国内引进的首台参数最高、单机容量最大的超临界600 MW机组英巴W火焰锅炉,借助1:40冷模试验台的变分级风率试验揭示其炉内气固两相流动特性,通过满负荷设计工况的工业测量获得炉内燃烧和NO_x排放特性。结果表明:不同分级风率下炉内均呈现"前长后短"型偏斜气固两相流场,后墙侧下行气固两相流较快倾向炉膛中心且较早上行,上行气流整体偏向前墙侧且后拱下部形成强回流区;下行气固两相流存在气固相滑移现象且前后墙侧差异大;后墙侧燃烧状况明显优于前墙侧,前墙侧严重低温和大量未燃尽颗粒物,导致锅炉整体燃尽效果差,飞灰可燃物高达8.5%;燃烧器区域一次风粉与二次风过早混合、炉内分级燃烧程度低和后墙侧局部高温环境的综合作用,导致NO_x排放质量浓度高达1 467 mg/m^3(φ(O_2)=6%)。建议改进炉膛结构、配风和燃烧系统,避免采用一、二次风密集相间的喷口布置方式,在构建对称燃烧流场、维持足够燃尽的同时,尽量加大炉内分级燃烧。

350MW英巴W火焰炉炉内流动和燃烧特性研究

在1∶15冷态模化试验台上对一台350MW英巴W火焰炉进行了不同分级风率（14％、20％和25％）下的冷态模化试验,并在实炉上开展了不同分级风挡板开度（25％、35％和45％）下的大型热态测试.结果表明：冷态模化试验中各工况下炉内均呈现“前长后短”偏斜流场,且随着分级风挡板开度的增大,流场偏斜加剧;3个分级风挡板开度下炉内均呈现前墙侧烟气温度明显高于后墙侧的不对称燃烧特征,这与该炉型拟形成对称W形火焰的燃烧设计理念相悖;炉内烟气温度高、下炉膛空间大和分级燃烧程度低,使得锅炉在维持良好燃尽的同时,NOx排放质量浓度高达1 594～1 707 mg/m^3;综合冷态模化试验结果和工业试验测试,分级风挡板开度以35％为宜,此时分级风率约为18％.