一台600MW W火焰锅炉掺烧烟煤炉内流动及燃烧特性研究
发布时间：2021-08-26 22:26
W火焰锅炉具有独特的炉膛结构和配风方式,被广泛用于燃烧低挥发分煤种。由于我国近期煤炭市场的变化,部分地区烟煤价格下降,为降低NOx排放并提高经济性,一些W火焰锅炉开始掺烧烟煤,而W火焰锅炉是专为燃用无烟煤和贫煤而设计,实践表明,锅炉掺烧烟煤会引起结渣、SCR入口烟温超温及减温水投放量增加等问题。为掌握某电厂600MW W火焰锅炉掺烧烟煤时炉内流动及燃烧特性,本文通过工业试验对煤质、燃烧器着火点、炉膛温度和SCR入口烟温及排烟温度等参数进行测量与研究,接着采用数值模拟的方法研究了不同燃烧器结构和分级风下倾角度对炉内流动和燃烧特性的影响。工业试验结果表明:原贫煤干燥无灰基挥发分为17.05%,掺烧的烟煤比原来的贫煤干燥无灰基挥发分高20.17%;580MW负荷下燃烧器着火曲线的变化趋势为经过一段波动之后迅速上升,在2.72m处开始着火;下炉膛上部比下炉膛下部温度高47℃;高负荷下SCR入口烟温部分测点出现超温的现象,此时已经达到最大烟煤掺烧比例16.7%。根据工业试验结果发现烟煤的高挥发分导致煤粉燃烧更加剧烈,下炉膛火焰中心偏上,SCR入口烟温超温。在工业试验结果的基...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
非结构网格划分示意图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文减少节点为 8186992，7318240，6498052 和 5497024，保持不同网格数的模型及边界条件设置、计算步数和收敛精度，监测下炉膛炉膛深度方竖直速度分布进行网格无关性验证，锅炉不同网格数量下的气相竖直速对比如图 2-5 所示。由图可出，网格节点数为 8573104 和 8186992 时的布接近，而网格节点数为 7318240，6498052 和 5497024 时的速度变化差，因此，考虑到计算的可靠性和经济性，选择网格节点数为 8186992。
2.3.5 数值模拟模型验证为验证本文数值模拟模型的合理性，将工业试验结果与数值模拟结果进行比。数值模拟设置参数见表 4-1，煤质参数见表 3-2，燃烧器着火线提取位置图 2-6 所示，燃烧器与磨煤机的匹配关系见图 3-1。提取该工况下 D6 燃烧器火点曲线并与工业试验下所测 D6 燃烧器着火点进行对比，如图 2-7 所示。可发现工业试验所测一次风煤粉气流着火距离为 2.72m，数值模拟的一次风煤气流着火距离大约为 2.68m，相差很小，且烟气温度随距一次风喷口距离曲变化趋势比较吻合，从而验证本数值计算模型选取的合理性。在 1m 到 2m 的围内试验值与数值模拟值差距较大，这是因为锅炉在实际运行中流场复杂，现场多方面条件限制，在工业试验的测量过程中存在一定的误差，并且数值拟的设置也不是完全与锅炉运行负荷的，导致该范围内试验值与模拟值差距大。提取该工况不同标高下炉膛温度平均值并与工业试验所测炉膛温度进行对，如图 2-8 所示。各个标高的温度差值范围在 24~67℃之间，差距较小，因此为本文的数值模型是准确合理的，数值模拟的结果比较可靠。
【参考文献】：
期刊论文
[1]超临界W火焰锅炉经济性优化的燃烧调整试验研究[J]. 周文台,杨太勇,林伟康,王克. 锅炉技术. 2019(01)
[2]北京巴威“W”型火焰锅炉低氮燃烧器改造探讨[J]. 王波,赵雄. 贵州电力技术. 2017(02)
[3]W火焰锅炉三次风流动特性优化试验与模拟研究[J]. 汪涂维,马仑,方庆艳,乐方愿,张成,姚斌,陈刚. 动力工程学报. 2016(01)
[4]“W”型火焰锅炉掺烧烟煤结焦原因分析及对策[J]. 陈飞云,姚昌模,邱明. 锅炉技术. 2015(06)
[5]“W”型火焰锅炉改烧烟煤探讨[J]. 黄成福. 广西电力. 2015(04)
[6]F二次风下倾对W型火焰锅炉燃烧影响的数值模拟研究[J]. 刘彦丰,席光辉,石践. 热力发电. 2013(09)
[7]300MW“W”型火焰锅炉掺烧烟煤安全性与经济性分析[J]. 许积庄. 广西电业. 2013(06)
[8]300MW“W”型火焰锅炉无烟煤掺烧澳洲烟煤优化[J]. 王孝先,魏丽蓉. 广西电力. 2012(05)
[9]无烟煤燃烧过程的热分析动力学研究[J]. 邹冲,张生富,温良英,白晨光,吕学伟,王昆. 煤炭学报. 2011(08)
[10]W火焰锅炉高效低NOx燃烧技术[J]. 李争起,任枫,刘光奎,陈智超,朱群益,孙锐. 动力工程学报. 2010(09)
博士论文
[1]600MW W火焰锅炉多次引射分级燃烧器布置及参数研究[D]. 宋民航.哈尔滨工业大学 2017
[2]斗巴W火焰锅炉及多次引射分级燃烧技术研究[D]. 况敏.哈尔滨工业大学 2012
[3]FW型W火焰锅炉高效低NOx燃烧技术研究[D]. 任枫.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]300MWe W火焰锅炉应用多次引射分级燃烧技术燃烧特性的模拟[D]. 杨秀超.哈尔滨工业大学 2018
[2]600MW FW型锅炉燃烧改造优化的数值模拟[D]. 姚卫刚.东南大学 2016
[3]巴威W型火焰锅炉配风优化方案及试验[D]. 田德建.昆明理工大学 2015
[4]富氧气氛下煤粉燃烧特性及动力学的实验研究[D]. 杨妮.昆明理工大学 2014
[5]发动机进气道沿程结冰参数变化数值模拟方法研究[D]. 范训.南京航空航天大学 2009
本文编号：3365086
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
非结构网格划分示意图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文减少节点为 8186992，7318240，6498052 和 5497024，保持不同网格数的模型及边界条件设置、计算步数和收敛精度，监测下炉膛炉膛深度方竖直速度分布进行网格无关性验证，锅炉不同网格数量下的气相竖直速对比如图 2-5 所示。由图可出，网格节点数为 8573104 和 8186992 时的布接近，而网格节点数为 7318240，6498052 和 5497024 时的速度变化差，因此，考虑到计算的可靠性和经济性，选择网格节点数为 8186992。
2.3.5 数值模拟模型验证为验证本文数值模拟模型的合理性，将工业试验结果与数值模拟结果进行比。数值模拟设置参数见表 4-1，煤质参数见表 3-2，燃烧器着火线提取位置图 2-6 所示，燃烧器与磨煤机的匹配关系见图 3-1。提取该工况下 D6 燃烧器火点曲线并与工业试验下所测 D6 燃烧器着火点进行对比，如图 2-7 所示。可发现工业试验所测一次风煤粉气流着火距离为 2.72m，数值模拟的一次风煤气流着火距离大约为 2.68m，相差很小，且烟气温度随距一次风喷口距离曲变化趋势比较吻合，从而验证本数值计算模型选取的合理性。在 1m 到 2m 的围内试验值与数值模拟值差距较大，这是因为锅炉在实际运行中流场复杂，现场多方面条件限制，在工业试验的测量过程中存在一定的误差，并且数值拟的设置也不是完全与锅炉运行负荷的，导致该范围内试验值与模拟值差距大。提取该工况不同标高下炉膛温度平均值并与工业试验所测炉膛温度进行对，如图 2-8 所示。各个标高的温度差值范围在 24~67℃之间，差距较小，因此为本文的数值模型是准确合理的，数值模拟的结果比较可靠。
【参考文献】：
期刊论文
[1]超临界W火焰锅炉经济性优化的燃烧调整试验研究[J]. 周文台,杨太勇,林伟康,王克. 锅炉技术. 2019(01)
[2]北京巴威“W”型火焰锅炉低氮燃烧器改造探讨[J]. 王波,赵雄. 贵州电力技术. 2017(02)
[3]W火焰锅炉三次风流动特性优化试验与模拟研究[J]. 汪涂维,马仑,方庆艳,乐方愿,张成,姚斌,陈刚. 动力工程学报. 2016(01)
[4]“W”型火焰锅炉掺烧烟煤结焦原因分析及对策[J]. 陈飞云,姚昌模,邱明. 锅炉技术. 2015(06)
[5]“W”型火焰锅炉改烧烟煤探讨[J]. 黄成福. 广西电力. 2015(04)
[6]F二次风下倾对W型火焰锅炉燃烧影响的数值模拟研究[J]. 刘彦丰,席光辉,石践. 热力发电. 2013(09)
[7]300MW“W”型火焰锅炉掺烧烟煤安全性与经济性分析[J]. 许积庄. 广西电业. 2013(06)
[8]300MW“W”型火焰锅炉无烟煤掺烧澳洲烟煤优化[J]. 王孝先,魏丽蓉. 广西电力. 2012(05)
[9]无烟煤燃烧过程的热分析动力学研究[J]. 邹冲,张生富,温良英,白晨光,吕学伟,王昆. 煤炭学报. 2011(08)
[10]W火焰锅炉高效低NOx燃烧技术[J]. 李争起,任枫,刘光奎,陈智超,朱群益,孙锐. 动力工程学报. 2010(09)
博士论文
[1]600MW W火焰锅炉多次引射分级燃烧器布置及参数研究[D]. 宋民航.哈尔滨工业大学 2017
[2]斗巴W火焰锅炉及多次引射分级燃烧技术研究[D]. 况敏.哈尔滨工业大学 2012
[3]FW型W火焰锅炉高效低NOx燃烧技术研究[D]. 任枫.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]300MWe W火焰锅炉应用多次引射分级燃烧技术燃烧特性的模拟[D]. 杨秀超.哈尔滨工业大学 2018
[2]600MW FW型锅炉燃烧改造优化的数值模拟[D]. 姚卫刚.东南大学 2016
[3]巴威W型火焰锅炉配风优化方案及试验[D]. 田德建.昆明理工大学 2015
[4]富氧气氛下煤粉燃烧特性及动力学的实验研究[D]. 杨妮.昆明理工大学 2014
[5]发动机进气道沿程结冰参数变化数值模拟方法研究[D]. 范训.南京航空航天大学 2009
本文编号：3365086
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