350MW超臨界鍋爐混煤摻燒數(shù)值模擬.pdf

1、由于受到煤炭分布不均、煤炭運力不足、燃料成本高的影響,目前國內大多電站燃煤普遍偏離設計煤種,大量燃用質量差、含硫高的煤,易造成爐內燃燒不穩(wěn)定,水冷壁結渣,燃燒效率低,環(huán)境污染。在現(xiàn)有煤種的條件下,為節(jié)省燃料成本又能維持鍋爐原有的效率,混煤摻燒已成為火電廠的必然選擇。四角切圓鍋爐由于風粉混合均勻性好、燃料適應性廣,非常適合于我國目前發(fā)展的需要,也是現(xiàn)在我國電站燃燒方式中應用最成熟、最廣泛的技術,因此研究四角切圓鍋爐爐內的燃燒特性和NOx的

2、釋放規(guī)律對電站鍋爐的安全經(jīng)濟運行有重要的指導意義。
　　本文利用Fluent6.3軟件以350MW超臨界熱電聯(lián)產(chǎn)機組四角切圓煤粉鍋爐為研究對象,對爐內的空氣動力場和燃燒特性進行了數(shù)值研究。研究內容主要分為兩大類,一是冷態(tài)數(shù)值模擬,二是熱態(tài)數(shù)值模擬。
　　冷態(tài)數(shù)值模擬主要研究了100％負荷下爐內的空氣動力場和燃盡風高度對爐內流場的影響。研究結果表明,射流從爐膛四角噴入爐膛,在爐膛中心形成了呈順時針旋轉的漩渦和負壓區(qū)。湍動能的峰

3、值出現(xiàn)在相鄰角氣流相互作用的地方,爐膛中心位置出現(xiàn)低湍動能區(qū)。隨著燃盡風高度的降低,爐膛上部的高速區(qū)下移,湍動能降低。
　　熱態(tài)數(shù)值模擬主要研究了燃盡風風速、煤粉濃度、煤粉摻燒和鍋爐負荷對爐內煤粉燃燒特性及NOx釋放規(guī)律的影響。研究結果表明,隨著燃盡風風速由33m/s增大到48m/s,爐內的整體溫度水平先降低后增大,爐膛出口截面的NOx質量濃度由624.67 mg/m3下降到476.87 mg/m3。煤粉濃度的對爐內煤粉燃燒過程及

4、爐膛出口NOx排放影響顯著,隨著煤粉濃度由0.421kg/kg升高到0.532kg/kg,爐內的整體溫度水平先降低后增大,爐膛出口截面平均NOx質量濃度從619.72mg/m3減小到461.90mg/m3。1:1摻燒無煙煤后,爐內的溫度水平介于燃用設計煤種和燃用無煙煤之間,爐膛出口截面平均NOx質量為627.02 mg/m3,NOx排放量高于燃用單一煤種時的排放量。隨著鍋爐負荷的降低,爐內溫度整體水平降低,爐膛出口截面平均 NOx質量濃