300MWW型火焰锅炉燃烧改造优化数值模拟

摘要

W型火焰锅炉由于其特殊的结构设计,增加了煤粉颗粒在炉膛内的停留时间而广泛应用于无烟煤的燃烧。然而,W型火焰锅炉在燃煤发电过程中也存在一些问题,如燃烧稳定性和经济性较差,NOx排放高、结渣严重。本文采用数值模拟和现场改造试验的方法研究300MW缝隙式燃烧器W型火焰锅炉燃烧改造及优化对锅炉燃烧稳定性、经济性、以及NOx排放等的影响。
　　开展数值模拟分析改造前炉膛内的流场、温度、氧浓度分布以及炉膛内NOx排放,燃尽率等。模拟结果表明炉膛内火焰充满度不够,着火距离较远容易引起燃烧不稳定;受火焰下冲深度的影响,煤粉在炉膛内的停留时间不够,燃烧经济性较差;炉膛局部区域温度过高,导致出口NO排放高;炉膛燃烧区域上部的前后墙温度偏高,容易导致炉膛拱附近结渣。计算结果分析与现场试验相吻合,表明模拟可以用来很好地说明现场试验。
　　对燃烧系统进行改造,改造的主要内容是将靠墙分级二次风与乏气风的位置交换,同时在分级二次风风箱处加装导流板。模拟结果表明改造后乏气煤粉着火距离缩短了0.7m,一次风煤粉着火距离缩短0.5m,炉膛内火焰充满度更大,燃烧稳定性得到改善;煤粉颗粒在炉膛内的停留时间增长,燃尽率由97.32％提高到99.61%,燃烧经济性提高;前后墙拱附近温度降低,有效减少前后墙的结渣。
　　通过调整配风对改造后燃烧进一步优化。数值模拟表明优化后炉膛内流场、温度场、氧浓度分布更加对称,燃烧稳定性增强;炉膛内分级燃烧更加明显,炉膛燃烧区局部高温区温度有所下降,NO排放由645ppm降到了560ppm。现场试验结构表明,改造优化后炉膛内燃烧特性得到明显改善。

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1 绪 论

1.1 概述

1.2 W型火焰锅炉的应用以及存在的问题

1.3 W型火焰锅炉的研究现状

1.4 本文主要研究内容

2 300MW W型火焰锅炉燃烧数值模拟

2.1研究对象

2.2 数学模型

2.3计算方法

2.4 模拟结果分析

2.5 本章小结

3 300MW W型火焰锅炉燃烧改造

3.1 改造方案

3.2 改造数值模拟工况

3.3 模拟结果分析

3.4本章小结

4 300MW W型火焰锅炉燃烧改造后优化数值模拟

4.1 燃烧改造后优化工况

4.2 结果分析

4.3 本章小结

5总结与展望

5.1 全文总结

5.2 后期工作展望

致谢

参考文献