600MW FW型鍋爐燃燒改造優(yōu)化的數(shù)值模擬.pdf

1、日益嚴(yán)重的環(huán)境空氣污染對(duì)我國(guó)民眾的健康生活已經(jīng)造成了嚴(yán)重的威脅，火力發(fā)電一直是眾矢之的，所以節(jié)能減排是大勢(shì)所趨。對(duì)火電機(jī)組進(jìn)行高效燃燒、低氮排放的改造是近幾年的熱點(diǎn)。為了節(jié)省試驗(yàn)成本和時(shí)間，利用CFD軟件對(duì)煤粉鍋爐燃燒進(jìn)行模擬優(yōu)化是當(dāng)今課題研究的一個(gè)重要方法，本文就是在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)某電站的600MW級(jí)的W火焰鍋爐進(jìn)行模擬，分析研究爐內(nèi)燃燒以及污染物的生成特性，具有重要的工程實(shí)踐意義。
　　W火焰鍋爐主要用于燃燒低反應(yīng)能力的無煙煤

2、和貧煤，低反應(yīng)性煤的主要特點(diǎn)就是揮發(fā)分很低，一般低于10％，燃燒特點(diǎn)是著火困難，燃燒穩(wěn)定性差，燃盡時(shí)間長(zhǎng)，NOx生成量大，因此，尋求既可以保證煤粉穩(wěn)燃又能減少NOx排放量的措施是十分必要的。本文利用CFD軟件對(duì)W火焰鍋爐內(nèi)部的燃燒進(jìn)行數(shù)值模擬，對(duì)不同燃燒工況的溫度場(chǎng)、氧量場(chǎng)以及NOx生成特性進(jìn)行分析對(duì)比，旨在比較各種方案的優(yōu)劣，以期找到既能減少NOx排放又可以實(shí)現(xiàn)煤粉穩(wěn)定高效燃燒的方法。
　　首先，本文討論了燃盡風(fēng)噴口高度對(duì)爐內(nèi)燃

3、燒產(chǎn)生的影響。布置燃盡風(fēng)噴口在四角切圓鍋爐和旋流對(duì)沖燃煤鍋爐中應(yīng)用比較廣泛，但是在W火焰鍋爐應(yīng)用比較少。本次模擬中，燃盡風(fēng)噴口布置在爐膛的前后墻，而且前后墻噴口以交錯(cuò)的形式布置，以增加擾動(dòng)強(qiáng)度。燃盡風(fēng)噴口高度設(shè)置四個(gè)布置方案，每個(gè)方案僅燃盡風(fēng)噴口高度提高一米，其他條件不變。由模擬結(jié)果可知，隨著燃盡風(fēng)噴口高度的增加，上爐膛的水平截面平均溫度和氧量在增加，NOx排放量在減少。在該章節(jié)的模擬中，發(fā)現(xiàn)噴口最低的燃盡風(fēng)對(duì)拱下的回流區(qū)是有利的。

4、r>　　其次，本文討論了燃盡風(fēng)風(fēng)率對(duì)爐內(nèi)燃燒產(chǎn)生的影響?？諝夥旨?jí)的主要思想是主燃燒區(qū)的煤粉在過量空氣系數(shù)小于1的還原性氣氛中生成的NOx量會(huì)較少，燃盡風(fēng)風(fēng)率越大空氣分級(jí)程度也越大，產(chǎn)生的NOx也就越少;但是燃盡風(fēng)風(fēng)率越大，機(jī)械未完全燃燒損失也就越大，而且有可能會(huì)使大屏過熱器超溫，所以需要尋找一個(gè)最佳燃盡風(fēng)率。由模擬結(jié)果可知，燃盡風(fēng)風(fēng)率越大，上爐膛水平截面平均溫度越高，NOx排放量越少。燃盡風(fēng)風(fēng)率率在20％時(shí)就可以穿透高溫?zé)煔獾竭_(dá)爐膛中央

5、，有助于未燃盡碳的燃燒。
　　本文還模擬了一種綜合改進(jìn)工況，就是將A、D風(fēng)關(guān)閉，E風(fēng)風(fēng)量減半，將這些被減少的風(fēng)量由燃盡風(fēng)噴口送入爐膛，以達(dá)到既可以優(yōu)化煤粉氣流著火燃燒又可以降低NOx排放的目的。由模擬結(jié)果可知，關(guān)閉A、D風(fēng)后，煤粉氣流周圍的高溫?zé)煔獠辉儆欣涠物L(fēng)混入，其溫度水平得到提高，煤粉氣流周圍回流區(qū)的煙氣溫度有明顯的提升，揮發(fā)分也得到提前燃燒，這有助于煤粉吸熱著火，而且，燃盡風(fēng)的設(shè)置降低了NOx的排放。
　　對(duì)以上模擬