1000MW双切圆锅炉偏烧状态的数值模拟

发布时间：2020-05-13 07:07

【摘要】：火电技术是满足当前中国电力需求的主要方式。锅炉是火电技术的核心设备,其高效、稳定和安全运行至关重要。锅炉结构复杂,附属器件工作环境恶劣,长期运行易发生风或煤入口流量不均匀的偏烧状态。一旦发生偏烧,水冷壁热量分布会偏离设计值,存在局部蒸汽超温、金属管壁爆管的危险。本文在FLUENT中搭建了华能金陵1000MW单炉膛双切圆煤粉锅炉模型,并模拟了额定负载(BRL)工况下的锅炉燃烧状态。根据对称性简化,考察了二次风和煤在#1或#2喷嘴(后墙左侧的两个喷嘴)偏差的工况,并结合不同偏烧情况下水冷壁热流密度分布的变化,研究偏烧对锅炉燃烧状态的影响。对比额定负载工况和偏烧工况,结果发现二次风偏差对锅炉左侧水冷壁影响显著。单组二次风偏差+10%时,#1喷嘴流量偏差导致水冷壁热流密度变化较#2喷嘴更明显,三层(上、中、下)二次风中第二层二次风影响最大;单组二次风偏差引起了左墙热流密度下降,前、后墙左侧热流密度上升右侧下降,而右墙变化不大。不同高度的两组二次风同时偏差+10%时,从下至上的三层二次风偏差分别对前、后和侧墙热流密度影响最大;左墙热流密度均上升,右墙均轻微下降,前、后墙左侧上升右侧下降。第二层两组二次风流量偏差+10-+30%的结果中,左墙热流密度均上升,+30%偏差量导致的左墙热流密度峰值最大的水平移动;右墙热流密度仅在30%时出现下降,其他情况变化不明显;前、后墙的热流密度在左侧均出现上升,偏差越大前墙的上升越多,偏差+20%后墙左侧出现最大的局部偏差。(A-F层)低、中、高三层喷嘴煤粉流量偏差+10%时,中和高层煤粉偏差造成的水冷壁热流密度偏差更明显;左墙热流密度均出现上升,而右墙下降,但幅度小于左墙;前、后墙的左侧热流密度均上升,而右侧大部分为下降,其中低层煤粉偏差对后墙热流密度分布影响却更大。在中层煤粉不同偏差量的结果中,+20%的偏差最容易导致左墙局部超温以及右墙吸热量不够的情况,锅炉左侧受热面热流密度上升,而右侧下降,中层煤粉流量偏差方向和热流密度在锅炉水平方向的迁移出现了一致性。
【图文】：

布置图,风口,布置图,燃烧器

布置图图 2.3 单组高度方向风口布置图组燃烧器，俯视图类似于两个角切圆燃烧器锅炉的前墙与后墙，每面墙布置了四组燃烧o.8（后文为简洁使用#代替 No.），其中编号8 的燃烧器布置于前墙，其中#1、#4、#6、#7夹角为 27o，而#2、#3、#5、#8 四个燃烧器

网格图,网格,截面,燃烧区

图 2.5 X=0 截面网格图 2.6 主燃烧区 X-Y 截面网格图 2.7 Y=0 截面网格根据研究内容，需要探究炉膛火焰状态和炉膛水冷壁壁面热流分布的关系，模拟中仅模拟锅炉屏下炉膛区域；前墙至后墙的深度方向定为 X 轴正向，将左墙的宽度方向定为 Y 轴正向，将锅炉的高度方向定为 Z 轴正向，建立 CAD 三维模CAD 模型导入 ICEM 后，将计算区域分为燃烧区、燃烧区上部和燃烧区下部分格，燃烧区由于伴随有复杂的切圆流动和化学反应过程，为保证求解的准确度，
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM621.2

【参考文献】