提高燃煤锅炉燃烧稳定性的方法与数值模拟研究

摘要

近期由于我国煤炭市场供应紧张，部分燃煤电站存在实际燃用煤质偏离设计煤种较多且煤质较差，这严重地影响了锅炉运行的经济性和安全性。如何保证锅炉对实际煤种的适应性以及在运行中的高效稳定燃烧是现今关注的热点。针对这一问题，研究人员提出了一些稳定燃烧的方案，主要有改变燃烧器投运或配风方式，采用新型燃烧器等，但这些方法在实际应用过程中大多都都存在改造工作量较大，运行和调节较为复杂等问题。
　　 卫燃带技术是解决低质煤稳定燃烧最简单有效的方法之一。由于其成本低，改造工作量小，稳燃效果明显，在我国被广泛应用于电厂锅炉燃烧。但卫燃带技术本身也存在着一些问题，例如卫燃带的敷设面积和方法大多凭经验确定，敷设面积过大，炉内温度将大幅度升高，可能导致炉内严重结渣，敷设面积过小将引起炉内温度升幅较小，稳燃较差，燃烧效率低等问题。因此，需对炉内卫燃带进行反复改造，才能达到预期目标。
　　 为了更加合理的确定炉内敷设卫燃带面积和方法，减小实际改造中的工作量，本文首先采用较为成熟的热力学计算方法来确定稳定炉内燃烧所需卫燃带敷设面积，并分析不同负荷、沾污系数、燃烧器摆角、煤种、给煤量等因素对卫燃带敷设面积的影响。其次，通过数值模拟，分析不同卫燃带敷设方案对炉内温度和燃烧状况的影响，以优化卫燃带的敷设面积和位置。在保证炉内稳定燃烧的同时，减少由于卫燃带壁面高温而产生的结渣。最后，在此基础之上结合某电厂的实际情况，针对其锅炉运行中燃用偏离设计煤种所出现的再热汽温偏低，飞灰和炉底渣含碳量偏高等问题，提出合理的卫燃带布置方案，为该厂提高燃烧稳定性及锅炉安全运行提供具有工程价值的建议和参考。