600MW四角切圆燃烧锅炉炉膛出口热偏差研究

摘要

近些年，电站锅炉逐渐朝着大型化的趋势发展。在四角切圆燃烧锅炉逐渐趋向大容量化的发展过程中，由于在炉膛出口处存在气流残余旋转等原因，导致了炉膛出口水平烟道的左右烟气温度与速度分布不均匀，而且碳的燃尽率也有所降低，这些难题必将阻碍四角切圆燃烧锅炉大型化发展的进程。其中尤为严重的问题是由炉膛水平烟道左右两侧烟气热偏差引起的过热器和再热器超温爆管。
　　本文借助CFD商业软件Fluent数值模拟褐煤锅炉的燃烧过程。在模拟计算时，褐煤中的水分对炉内燃烧过程的影响是不可以忽略的。由于之前被广泛应用的传统煤粉定义法没有考虑水分的影响，所以本文采用了考虑水分影响的煤粉经验公式定义法来数值模拟褐煤锅炉炉内的燃烧过程。通过两种方法的数值模拟结果对比得出煤粉经验公式定义法的模拟计算结果更接近于工业试验值。
　　引起四角切圆燃烧锅炉炉膛出口热偏差的主要原因有炉内高温火焰热辐射、烟气温度分布不均匀和烟气速度分布不均匀。通过分析得出辐射受热面的吸热偏差主要与火焰中心位置和炉膛尺寸有关，辐射-对流受热面的吸热偏差与炉内火焰中心位置以及炉膛出口气流残余旋转有关，而对流受热面的吸热偏差与炉膛出口水平烟道的左右速度分布有关。
　　本文主要研究了OFA水平摆动角度对炉膛出口速度偏差和温度偏差的影响。OFA适当反切可以有效减小炉膛出口烟气速度偏差和烟气温度偏差，由模拟结果得知本炉型的最佳反切角度为15°。还研究了在燃尽风率不变、OFA反切15°的情况下，三层OFA不同配风方式对炉膛出口热偏差的影响。研究结果表明当OFA反切15°时，采用OFA倒宝塔配风要比OFA正宝塔配风和OFA均等配风更有利于减小炉膛出口热偏差。

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第1章 绪 论

1.1课题的背景和意义

1.2锅炉炉内燃烧数值模拟发展现状

1.3炉膛出口烟气热偏差的研究现状

1.4本文主要内容

第2章 褐煤锅炉数值模拟方法验证

2.1燃烧过程计算模型的选择

2.2网格划分与数值模拟方法验证

2.3本章小结

第3章 炉膛水平烟道受热面吸热偏差分析及减小措施

3.1四角切圆燃烧锅炉水平烟道受热面吸热偏差分析

3.2减小炉膛水平烟道两侧热偏差的方法

3.3本章小结

第4章 OFA对炉膛出口烟气热偏差的影响数值模拟

4.1各项燃烧特性参数的定义

4.2 OFA水平摆动对炉膛出口热偏差的影响

4.3 OFA不同配风方式对炉膛出口热偏差的影响

4.4本章小结

结论

参考文献

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致谢