W火焰锅炉炉内三维流场和颗粒运动轨迹的数值模拟

摘要

W火焰锅炉具有独特的炉膛和烟气流动结构，适用于低挥发份劣质煤发电，炉膛配风和煤粉颗粒对W火焰锅炉形成良好的炉内燃烧和保证安全高效洁净燃烧影响显著．针对300MWW火焰锅炉，采用RNGk～F和DPM模型数值研究了不同工况下W火焰锅炉炉内三维流场和煤粉颗粒运动轨迹，分析了炉膛配风和煤粉粒径对流场特性的影响．研究表明：配风对流场对称性影响很大，不合理的配风可导致火焰“短路”和气流冲刷冷灰斗．炉膛折焰角结构决定了对称的配风形成非对称流场，但增加前墙配风速度可有效平衡折焰角效应．当前后墙配风比为1．05时流场对称性最佳．下炉膛冷灰斗区双旋涡流动结构可增强煤粉气流热质交换，增加煤粉停留时间，有利于煤粉燃尽．随粒径增大，煤粉深入下炉膛平均深度越大，煤粉在燃烧炉膛内停留时间先增大后减小，存在最佳煤粉粒径．研究结果对大容量W火焰锅炉设计和燃烧调整有意义．