直流鍋爐火焰中心與下部垂直水冷壁出口溫度的建模研究.pdf

1、鍋爐火焰中心位置不僅關(guān)系到爐內(nèi)燃燒狀況，還影響著受熱面的安全，是鍋爐運(yùn)行調(diào)節(jié)中的重要參數(shù)。當(dāng)火焰中心位置發(fā)生偏斜時(shí)，將改變爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)影響燃燒，導(dǎo)致水冷壁受熱不均、水冷壁管結(jié)渣和高溫腐蝕、甚至造成水冷壁超溫爆管等事故。當(dāng)前關(guān)于火焰中心位置的研究一般是通過溫度場(chǎng)模擬、火焰光譜信息處理等，難以實(shí)時(shí)判別運(yùn)行中爐膛火焰中心的位置。因此，研發(fā)一種簡(jiǎn)單可靠的爐膛火焰中心位置的預(yù)測(cè)方法具有重要的理論意義及應(yīng)用價(jià)值。
　　本文以某600MW超臨

2、界機(jī)組四角切圓燃燒鍋爐為研究對(duì)象，提出了一種基于現(xiàn)有水冷壁出口壁溫測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行火焰中心位置判別的方法，建立了水冷壁壁溫與火焰中心位置間的計(jì)算模型，并將三維全爐膛數(shù)值模擬與熱力計(jì)算相結(jié)合，進(jìn)一步完善計(jì)算模型和預(yù)測(cè)方法，對(duì)多種工況下火焰中心位置進(jìn)行了判別，為機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行提供指導(dǎo)。
　　首先，本文基于鍋爐熱力計(jì)算的方法，選用75％BMCR工況參數(shù)，建立了爐膛火焰中心位置與水冷壁熱負(fù)荷分布的關(guān)系模型，以及爐膛火焰中心位置預(yù)測(cè)模型，并通過同負(fù)

3、荷另一時(shí)段運(yùn)行參數(shù)驗(yàn)證和修正該預(yù)測(cè)模型;再應(yīng)用所建預(yù)測(cè)模型對(duì)不同工況(55％、65％、85％和100％BMCR)下的爐膛火焰中心位置進(jìn)行預(yù)測(cè)。結(jié)果表明:采用所建爐膛火焰中心位置的預(yù)測(cè)模型能夠較為準(zhǔn)確地描述爐膛火焰中心的位置;通過與實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)對(duì)比，計(jì)算誤差在允許的范圍內(nèi)，證明該模型具有一定的可靠性;當(dāng)火焰中心向某一側(cè)墻偏移時(shí)，該側(cè)水冷壁熱負(fù)荷會(huì)有整體的升高，而對(duì)面墻熱負(fù)荷會(huì)有整體的下降，且變化的幅度與爐膛火焰中心位置的偏移量有關(guān)。

4、　　其次，通過全爐膛三維數(shù)值模擬的方法，選用65％BMCR工況參數(shù)，分析了此時(shí)爐內(nèi)的速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)，并在此基礎(chǔ)上計(jì)算得到了下水冷壁出口壁面熱負(fù)荷和壁溫分布;該計(jì)算方法通過對(duì)文獻(xiàn)中的熱負(fù)荷不均勻系數(shù)的優(yōu)化，進(jìn)一步完善了基于熱力計(jì)算方法所建立的爐膛火焰中心位置預(yù)測(cè)模型，使其更適用于計(jì)算所用爐型;應(yīng)用完善后的預(yù)測(cè)模型對(duì)65％BMCR工況下的火焰中心位置進(jìn)行預(yù)測(cè)，并針對(duì)火焰中心位置偏移的情況采取相應(yīng)調(diào)節(jié)措施;最后應(yīng)用該預(yù)測(cè)模型驗(yàn)證了調(diào)節(jié)的效果。

5、結(jié)果表明:應(yīng)用基于三維數(shù)值模擬計(jì)算所得的下水冷壁出口壁溫與實(shí)測(cè)值更相符，通過完善后的火焰中心位置預(yù)測(cè)模型對(duì)運(yùn)行中火焰中心位置的預(yù)測(cè)更具有準(zhǔn)確性與可靠性。
　　最后，本文開發(fā)了僅需應(yīng)用下水冷壁出口壁溫測(cè)點(diǎn)的火焰中心位置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該監(jiān)控系統(tǒng)可通過輸入?yún)?shù)診斷爐內(nèi)的燃燒狀態(tài);若火焰中心位置發(fā)生偏移則發(fā)出報(bào)警，并直觀地顯示爐膛火焰中心位置，幫助電站鍋爐運(yùn)行人員實(shí)時(shí)掌握爐內(nèi)的燃燒工況，同時(shí)可為運(yùn)行人員提供燃燒調(diào)節(jié)措施。該在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為切