350MW超臨界鍋爐混煤摻燒數(shù)值模擬.pdf

1、由于受到煤炭分布不均、煤炭運(yùn)力不足、燃料成本高的影響,目前國(guó)內(nèi)大多電站燃煤普遍偏離設(shè)計(jì)煤種,大量燃用質(zhì)量差、含硫高的煤,易造成爐內(nèi)燃燒不穩(wěn)定,水冷壁結(jié)渣,燃燒效率低,環(huán)境污染。在現(xiàn)有煤種的條件下,為節(jié)省燃料成本又能維持鍋爐原有的效率,混煤摻燒已成為火電廠的必然選擇。四角切圓鍋爐由于風(fēng)粉混合均勻性好、燃料適應(yīng)性廣,非常適合于我國(guó)目前發(fā)展的需要,也是現(xiàn)在我國(guó)電站燃燒方式中應(yīng)用最成熟、最廣泛的技術(shù),因此研究四角切圓鍋爐爐內(nèi)的燃燒特性和NOx的

2、釋放規(guī)律對(duì)電站鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有重要的指導(dǎo)意義。
　　本文利用Fluent6.3軟件以350MW超臨界熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組四角切圓煤粉鍋爐為研究對(duì)象,對(duì)爐內(nèi)的空氣動(dòng)力場(chǎng)和燃燒特性進(jìn)行了數(shù)值研究。研究?jī)?nèi)容主要分為兩大類,一是冷態(tài)數(shù)值模擬,二是熱態(tài)數(shù)值模擬。
　　冷態(tài)數(shù)值模擬主要研究了100％負(fù)荷下爐內(nèi)的空氣動(dòng)力場(chǎng)和燃盡風(fēng)高度對(duì)爐內(nèi)流場(chǎng)的影響。研究結(jié)果表明,射流從爐膛四角噴入爐膛,在爐膛中心形成了呈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的漩渦和負(fù)壓區(qū)。湍動(dòng)能的峰

3、值出現(xiàn)在相鄰角氣流相互作用的地方,爐膛中心位置出現(xiàn)低湍動(dòng)能區(qū)。隨著燃盡風(fēng)高度的降低,爐膛上部的高速區(qū)下移,湍動(dòng)能降低。
　　熱態(tài)數(shù)值模擬主要研究了燃盡風(fēng)風(fēng)速、煤粉濃度、煤粉摻燒和鍋爐負(fù)荷對(duì)爐內(nèi)煤粉燃燒特性及NOx釋放規(guī)律的影響。研究結(jié)果表明,隨著燃盡風(fēng)風(fēng)速由33m/s增大到48m/s,爐內(nèi)的整體溫度水平先降低后增大,爐膛出口截面的NOx質(zhì)量濃度由624.67 mg/m3下降到476.87 mg/m3。煤粉濃度的對(duì)爐內(nèi)煤粉燃燒過程及

4、爐膛出口NOx排放影響顯著,隨著煤粉濃度由0.421kg/kg升高到0.532kg/kg,爐內(nèi)的整體溫度水平先降低后增大,爐膛出口截面平均NOx質(zhì)量濃度從619.72mg/m3減小到461.90mg/m3。1:1摻燒無煙煤后,爐內(nèi)的溫度水平介于燃用設(shè)計(jì)煤種和燃用無煙煤之間,爐膛出口截面平均NOx質(zhì)量為627.02 mg/m3,NOx排放量高于燃用單一煤種時(shí)的排放量。隨著鍋爐負(fù)荷的降低,爐內(nèi)溫度整體水平降低,爐膛出口截面平均 NOx質(zhì)量濃