600MW超臨界W火焰鍋爐燃燒過程數(shù)值模擬的研究.pdf

1、近代以來,計算機軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展,推動了以計算流體動力學(xué)(Computatio—nal Fluild Dynamics,簡寫CFD)為理論基礎(chǔ)的數(shù)值模擬技術(shù)的迅速發(fā)展,并在模擬鍋爐燃燒的領(lǐng)域中得到了大量工程實踐的證實。CFD技術(shù)對此領(lǐng)域中流動、傳熱、燃燒、等問題的高精度數(shù)值預(yù)測使其在越來越多的工程中得到推廣和應(yīng)用。
　　本文針對的鍋爐是哈爾濱鍋爐廠采用英巴公司技術(shù)設(shè)計制造的,該鍋爐是利用此種技術(shù)的首批超臨界W火焰鍋爐。此鍋爐在

2、試運和商業(yè)運行期間頻繁出現(xiàn)水冷壁超溫情況,這極大的影響了鍋爐的安全穩(wěn)定運行。為了找出水冷壁超溫的燃燒側(cè)原因,提出燃燒調(diào)整建議,有必要對爐膛內(nèi)燃燒過程進(jìn)行數(shù)值模擬,對爐內(nèi)燃燒情況進(jìn)行分析。模擬中氣相湍流模型采用Realizable k-ε模型,氣固兩相流動模型采用隨機軌道模型,輻射模型采用P-1模型,揮發(fā)分燃燒采用混合分?jǐn)?shù)PDF模型,焦炭燃燒采用動力-擴散模型。
　　在進(jìn)行模擬之前還對電廠水冷壁超溫數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計分析,初步確定了水冷

3、壁易超溫區(qū)域為前墻上部水冷壁的中部區(qū)域,這為本文提供了一定的現(xiàn)場數(shù)據(jù)支撐。隨后針對云南某電廠600MW超臨界W火焰鍋爐,利用CFD仿真軟件FLUENT6.3對爐膛內(nèi)三維穩(wěn)態(tài)流場進(jìn)行了數(shù)值模擬,得出了鍋爐在熱態(tài)下,不同工況的溫度場、速度場、氧濃度場,并對這些結(jié)果進(jìn)行了分析。得出結(jié)論如下:當(dāng)前、后拱均勻配風(fēng)時,對拱上二次風(fēng)和拱下二次風(fēng)比例進(jìn)行調(diào)節(jié),分別模擬了拱下二次風(fēng)占二次風(fēng)總量的20％、15%、10%三個工況,這三個工況得出的溫度場、速度

4、場以及氧濃度場都出現(xiàn)了不同程度的偏斜,即“前墻壓后墻”的現(xiàn)象,其中拱下二次風(fēng)占二次風(fēng)總量的15%時,火焰充滿度和火焰偏斜程度綜合情況最好,故將此工況作為后續(xù)調(diào)整的基礎(chǔ)工況。在基礎(chǔ)工況下增加前墻拱上二次風(fēng)比例,分別模擬了增大5%、10%的工況,結(jié)果是增大5%時爐內(nèi)燃燒情況最佳。最后又模擬了基礎(chǔ)工況下前墻中部磨煤機減出力的情況,當(dāng)前墻中上部的區(qū)域的水冷壁出現(xiàn)超溫情況時,可以采取這種措施,尤其是超溫狀況嚴(yán)重時,可以考慮切除此區(qū)域?qū)?yīng)的磨煤機,