600MW四角切圆燃烧锅炉炉膛出口热偏差研究

发布时间：2017-10-10 20:14

  本文关键词：600MW四角切圆燃烧锅炉炉膛出口热偏差研究

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【摘要】：近些年,电站锅炉逐渐朝着大型化的趋势发展。在四角切圆燃烧锅炉逐渐趋向大容量化的发展过程中,由于在炉膛出口处存在气流残余旋转等原因,导致了炉膛出口水平烟道的左右烟气温度与速度分布不均匀,而且碳的燃尽率也有所降低,这些难题必将阻碍四角切圆燃烧锅炉大型化发展的进程。其中尤为严重的问题是由炉膛水平烟道左右两侧烟气热偏差引起的过热器和再热器超温爆管。本文借助CFD商业软件Fluent数值模拟褐煤锅炉的燃烧过程。在模拟计算时,褐煤中的水分对炉内燃烧过程的影响是不可以忽略的。由于之前被广泛应用的传统煤粉定义法没有考虑水分的影响,所以本文采用了考虑水分影响的煤粉经验公式定义法来数值模拟褐煤锅炉炉内的燃烧过程。通过两种方法的数值模拟结果对比得出煤粉经验公式定义法的模拟计算结果更接近于工业试验值。引起四角切圆燃烧锅炉炉膛出口热偏差的主要原因有炉内高温火焰热辐射、烟气温度分布不均匀和烟气速度分布不均匀。通过分析得出辐射受热面的吸热偏差主要与火焰中心位置和炉膛尺寸有关,辐射-对流受热面的吸热偏差与炉内火焰中心位置以及炉膛出口气流残余旋转有关,而对流受热面的吸热偏差与炉膛出口水平烟道的左右速度分布有关。本文主要研究了OFA水平摆动角度对炉膛出口速度偏差和温度偏差的影响。OFA适当反切可以有效减小炉膛出口烟气速度偏差和烟气温度偏差,由模拟结果得知本炉型的最佳反切角度为15°。还研究了在燃尽风率不变、OFA反切15°的情况下,三层OFA不同配风方式对炉膛出口热偏差的影响。研究结果表明当OFA反切15°时,采用OFA倒宝塔配风要比OFA正宝塔配风和OFA均等配风更有利于减小炉膛出口热偏差。
【关键词】：四角切圆燃烧锅炉 褐煤 燃尽风 热偏差 数值模拟
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM621.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题的背景和意义9-10
• 1.2 锅炉炉内燃烧数值模拟发展现状10-12
• 1.3 炉膛出口烟气热偏差的研究现状12-14
• 1.3.1 炉膛出口烟气热偏差形成原因12-13
• 1.3.2 炉膛出口烟气热偏差控制措施的研究13-14
• 1.4 本文主要内容14-15
• 第2章 褐煤锅炉数值模拟方法验证15-23
• 2.1 燃烧过程计算模型的选择15-17
• 2.1.1 辐射换热模型15
• 2.1.2 湍流流动模型15
• 2.1.3 气固两相流动模型15-16
• 2.1.4 挥发分析出模型16
• 2.1.5 湍流燃烧模型16-17
• 2.1.6 焦炭燃烧模型17
• 2.2 网格划分与数值模拟方法验证17-22
• 2.2.1 锅炉结构与参数17-19
• 2.2.2 网格划分方法19-20
• 2.2.3 边界条件设置20
• 2.2.4 数值模拟计算结果验证20-22
• 2.3 本章小结22-23
• 第3章 炉膛水平烟道受热面吸热偏差分析及减小措施23-31
• 3.1 四角切圆燃烧锅炉水平烟道受热面吸热偏差分析23-27
• 3.1.1 高温火焰热辐射形成的热偏差23-24
• 3.1.2 速度偏差引起的吸热偏差24-26
• 3.1.3 烟温偏差引起的吸热偏差26-27
• 3.1.4 总的热偏差27
• 3.2 减小炉膛水平烟道两侧热偏差的方法27-30
• 3.2.1 优化锅炉结构28-29
• 3.2.2 燃烧器水平摆动布置29-30
• 3.2.3 锅炉运行调整30
• 3.3 本章小结30-31
• 第4章OFA对炉膛出口烟气热偏差的影响数值模拟31-60
• 4.1 各项燃烧特性参数的定义31-33
• 4.1.1 沿炉膛高度分布的参数31-32
• 4.1.2 水平烟道中各截面上的参数32-33
• 4.2 OFA水平摆动对炉膛出口热偏差的影响33-51
• 4.2.1 OFA水平摆动数值模拟工况33
• 4.2.2 OFA水平摆动对炉内燃烧过程的影响33-43
• 4.2.3 OFA水平摆动对炉膛出口不均匀性的影响43-51
• 4.3 OFA不同配风方式对炉膛出口热偏差的影响51-59
• 4.3.1 OFA不同配风方式工况介绍51
• 4.3.2 OFA不同配风方式对炉内速度场与温度场的影响51-55
• 4.3.3 OFA不同配风方式对炉膛出口不均匀性的影响55-59
• 4.4 本章小结59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-64
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果64-66
• 致谢66-67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

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本文编号：1008376