超(超)臨界機(jī)組鍋爐燃燒特性試驗(yàn)與優(yōu)化研究.pdf

1、超(超)臨界機(jī)組由于主／再熱蒸汽參數(shù)提高,機(jī)組熱效率比國內(nèi)現(xiàn)有平均水平明顯提高,且具有顯著的節(jié)能和改善環(huán)境的效果。未來火電建設(shè)將主要是發(fā)展高效率、高參數(shù)的超臨界(SC)和超超臨界(USC)火電機(jī)組。由于國內(nèi)技術(shù)引進(jìn)后對國內(nèi)煤源問題考慮不充分,由此導(dǎo)致了鍋爐惡性結(jié)渣和燃燒不穩(wěn)定等問題。另外,鍋爐原設(shè)計(jì)為燃油點(diǎn)火,技術(shù)引進(jìn)后為了節(jié)省用油,將燃燒器改為無油點(diǎn)火和燃油點(diǎn)火共用,需要對超(超)臨界機(jī)組鍋爐進(jìn)行燃燒優(yōu)化。論文以此為研究背景進(jìn)行燃燒特

2、性試驗(yàn)與優(yōu)化方案的研究,主要內(nèi)容如下。
　　 通過數(shù)值模擬試驗(yàn)對600MW超臨界LNASB燃燒器旋流燃燒鍋爐進(jìn)行了預(yù)測,通過實(shí)際工業(yè)試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證和分析。以解決鍋爐惡性結(jié)焦為出發(fā)點(diǎn),研究了旋流強(qiáng)度及二次風(fēng)量對燃燒器熱態(tài)溫度場、空氣動力場分布的影響;研究了燃燒器給粉方式、二次風(fēng)變化對爐膛內(nèi)部Nox生成的影響,對燃燒器原始結(jié)構(gòu)和各改進(jìn)方案空氣動力場、溫度場和Nox生成特性進(jìn)行了對比和分析。
　　 采用數(shù)值模擬試驗(yàn)和實(shí)際工業(yè)試

3、驗(yàn)相結(jié)合的方式,對一臺1000MW超超臨界機(jī)組HT-NR3燃燒器對沖旋流燃燒鍋爐燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象進(jìn)行了研究,研究了燃燒器一、二次風(fēng)口形狀對燃燒器熱態(tài)溫度場、空氣動力場分布的影響,對燃燒器改進(jìn)結(jié)構(gòu)與原始結(jié)構(gòu)Nox生成特性進(jìn)行對比。對燃燒器原始結(jié)構(gòu)和三個(gè)改進(jìn)方案進(jìn)行了對比分析。
　　 600MW超臨界旋流燃燒鍋爐LNASB燃燒器具有以下特點(diǎn)。外二次風(fēng)對射流擴(kuò)展角影響較大,內(nèi)二次風(fēng)對回流區(qū)影響明顯,內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)量及旋流強(qiáng)度過大時(shí)容易引起火

4、焰氣流沖刷水冷壁。內(nèi)二次風(fēng)對Nox影響較大,內(nèi)二次風(fēng)關(guān)閉時(shí)爐膛出口Nox下降22％?；亓鲄^(qū)根部距離隨中心風(fēng)速的增大而增大,燃燒器噴口處溫度隨中心風(fēng)的退出上升明顯,燃燒器中心給粉方式下火焰離噴口距離可有效地增加。同時(shí),可以有效的降低鍋爐Nox的生成。
　　 1000MW超超臨界HT-NR3燃燒器旋流燃燒鍋爐計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)論如下。二次風(fēng)擴(kuò)口軸向長度及角度較大時(shí),燃燒器火焰形狀寬而短,Nox生成量較少,煤質(zhì)較差時(shí)燃燒不穩(wěn)定。二次風(fēng)筒錐口

5、軸向長度及角度減小后,燃燒器燃燒穩(wěn)定性有所增強(qiáng),鍋爐Nox生成和排放量增加不明顯。二次風(fēng)擴(kuò)口軸向長度減少1／2時(shí)燃燒穩(wěn)定性明顯增強(qiáng),Nox排放量無明顯增加,為最佳改進(jìn)方案。
　　 對一臺1000MW超超臨界機(jī)組雙切圓鍋爐的燃燒特性進(jìn)行了數(shù)值模擬試驗(yàn)預(yù)測,同時(shí)進(jìn)行了實(shí)際工業(yè)試驗(yàn)研究。研究了燃燒器噴口布置、噴口形狀及一、二次風(fēng)速對燃燒器熱態(tài)空氣動力場、溫度場分布的影響,對燃燒器原始結(jié)構(gòu)和各改進(jìn)結(jié)構(gòu)空氣動力場及溫度場進(jìn)行了分析。

6、>　　 一、二次風(fēng)速對爐膛空氣動力場結(jié)構(gòu)影響非常大,切圓直徑隨一次風(fēng)速增大而變小,隨二次風(fēng)速的增大而增大。在燃燒器噴口形狀不變的情況下,火焰剛性隨一次風(fēng)口尺寸的增大而增強(qiáng)。燃燒器噴口形狀與布置方式不同時(shí),燃燒器區(qū)域Nox生成與分布不同,鍋爐各方案情況下Nox排放變化不明顯。燃燒器一次風(fēng)粉噴口通流面積擴(kuò)大1倍,給粉量增加20％的情況下燃燒器區(qū)域溫度明顯升高,NOx生成量有所增加,在下側(cè)布置輔助風(fēng)情況下,爐膛水平截面氣流充滿度較好,NOx