680MW超临界墙式切圆锅炉燃烧数值模拟

摘要

墙式切圆燃烧方式将燃烧器布置在炉墙中心附近,使煤粉可以卷吸高温烟气热量和吸收炉内的辐射热,着火性良好且燃尽率高,进一步拓宽了煤种的适应性,而且火焰不易发生偏移,保证了锅炉长期安全高效的运行,具有良好的发展应用前景。但是,对墙式切圆燃烧实际应用的锅炉研究较少,因此,进一步研究其特点和性能是十分必要的。本文对一台HG2098/26.15-YM3型680MW超临界变压墙式切圆燃烧直流锅炉进行了数值模拟研究,以期可以应用于指导锅炉优化运行。
　　首先介绍了本文研究的墙式切圆锅炉的基本情况,按照实际结构和尺寸对炉膛进行建模和网格划分,经过分析选择合理的数学模型进行计算。然后对额定工况下炉内空气动力场、煤粉颗粒燃烧和NOX生成特性进行了数值模拟研究。研究结果表明,炉内切圆形成良好,且不易发生偏移,火焰在炉内充满度高;热负荷分布均匀,不存在低温死区,高温区域主要集中距壁面一定距离,但不存在刷墙现象;炉膛出口残余旋转较小,烟温偏差小,为20K。煤粉燃尽率高,炉膛出口的飞灰含碳量低,出口NOX排放量为262mg/m3(6％O2)。
　　在额定工况基础上,通过变炉内氧量、变磨煤机组合方式和变燃尽风率、变负荷等方式,考察炉内流动、燃烧和NOX生成特性。结果表明,随着氧量的增加,煤粉燃尽率增加,飞灰含碳量减少,炉膛出口NOX生成量逐渐增加;燃尽风率的增加,增加了空气分级的效果,可降低NOX的排放,但是若燃尽风率过大,反而会使NOX排放增加,在燃尽风率为35%时,NOX排放较少,且燃尽高、飞灰含碳量低;当关闭上层燃烧器时,不仅燃烧效率高,由于其强化了空气分级的效果,使NOX排放量逐渐降低;随着锅炉负荷的降低,锅炉燃烧效率降低,但出口NOX含量逐渐降低。

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1 绪论

1.1概述

1.2墙式切圆锅炉燃烧研究现状

1.3煤粉锅炉燃烧数值模拟研究现状

1.4 本文的工作内容

2 680MW墙式切圆锅炉燃烧数值模拟

2.1 锅炉概况

2.2 模型选择

2.3炉膛建模及网格划分

2.4计算结果与分析

2.5 本章小结

3 680MW墙式切圆锅炉燃烧变工况数值模拟研究

3.1 工况设置和说明

3.2变氧量结果与分析

3.3变燃尽风率结果与分析

3.4变磨煤机组合结果与分析

3.5变负荷结果与分析

3.6 本章小结

4 全文总结与展望

4.1 全文总结

4.2 后期工作展望

致谢

参考文献