300 MW四角切圆锅炉在O_(2)/CO_(2)气氛下的燃烧与传热特性数值模拟研究

摘要

煤的富氧燃烧是一种有潜力的CO_(2)减排技术。为了使改造后的电厂锅炉能在空气气氛和O_(2)/CO_(2)气氛下兼容、节约改造成本,对300 MW四角切圆煤粉炉进行了数值模拟研究。通过改变进入炉膛的φ(O_(2))/φ(CO_(2))(O_(2)和CO_(2)体积分数比),得到和空气气氛下相近的燃烧特性和传热特性。研究了四种工况下的温度、O_(2)体积分数、颗粒燃尽率随炉膛高度的变化以及热负荷特性。模拟结果表明,空气气氛和富氧气氛下炉膛横截面O_(2)体积分数随炉膛高度变化的趋势不同;φ(O_(2))/φ(CO_(2))=25/75时,能够达到和空气气氛下相近的出口烟气量、烟气温度以及颗粒在炉膛内的停留时间。从热负荷角度来说,辐射换热是炉膛燃烧主要的换热方式,提高O_(2)体积分数有利于换热并提高燃烧的安全性和稳定性。总地来说,增加O_(2)的入炉比例可以减少排烟热损失,使煤粉燃烧完全。