600MW混煤掺烧锅炉燃烧特性研究

发布时间：2020-09-16 15:43

　　我国火力发电厂设计煤种一般采用烟煤,另外也有一部分火电厂采用贫煤为设计煤种,但近些年来随着煤量消耗的越来越大,煤炭生产成本和运输费用一直提高,导致燃煤电厂煤粉需求十分紧张。因此,为满足电厂燃煤供应,掺烧一种甚至多种煤已经成为普遍的方式。本文首先对混煤掺烧理论与研究现状以及数值模拟技术的应用进行分析,以国内某600MW燃煤机组作为研究对象,利用GAMBIT软件建立物理模型并划分网格,利用FLUENT软件对锅炉进行设计工况的燃烧模拟,完成网格无关性验证,并与热态试验结果进行对比,保证模拟结果的准确性。然后对锅炉进行混煤掺烧模拟,对模拟结果(炉膛流场、温度场、烟气成分、烟气中的飞灰含碳量、NO_x)进行分析,研究在不同掺混比例下,煤质特性相近煤种或者相差较大的煤种掺烧,对锅炉燃烧特性的影响。对于设计煤种与煤种2掺烧的工况,混烧煤种2可以在一定程度上提高混煤的着火性能,但当掺烧比例达到0.8时,烟气中的飞灰含碳量稍有增加,说明小差异特性的混煤在掺烧过程中同样会出现“抢风”的现象;对于煤种2与煤种3掺烧的工况,随掺入比例的增加,混煤着火性能不断下降,炉膛燃烧情况不断变差,特别是当掺烧比例达到0.5时,燃烧推迟尤为严重,燃尽风区域温度过高,很容易造成屏式过热器结渣,影响锅炉运行的安全性。最后,增大煤种2与煤种3混烧的过量空气系数,炉内燃烧情况得以改善。由此得知,两种煤质特性相近的煤种掺烧,燃烧情况与单烧其中一种煤种相似,可以进行较大比例的掺烧;两种煤质特性差异性较大的煤种掺烧,提高过量空气系数有利于改善炉内燃烧情况,提高煤粉燃尽程度,掺烧比例较小时可以满足电厂实际运行要求。
【学位单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM621.2
【部分图文】：

能源结构,电力生产

图 1-2 电力生产能源结构我国虽然煤炭资源十分丰富，已经探明的储量超过一万亿吨，但实际上资源分布并不均匀，整体上集中在西北、华北和东北的部分地区，而位部的大部分地区煤炭储量非常稀少，再加上东部和南部地区经济比较发资源需求量十分巨大，导致这些地区在煤炭供应上严重依赖西部地区。年代，我国施行改革开放，为沉寂已久的中华大地上各行各业带来了发展契机，钢铁、机械、水泥等重工业行业作为大国工业的基础自然成的重中之重，从而也就增大了对能源的需求。能源电力行业得到飞跃式年内，燃煤电站数量越来越多，单机容量不断增加，机组参数越来越高大唐集团托克托电厂投入两台单机容量 1320MW 的机组，总装机容MW，已经成为目前世界上总装机容量和单机容量最大的火力发电站之华粤电台山电厂规划建设全亚洲最大的火电厂，总装机容量将达到 9000上最大的 12 个燃煤电厂中我国占到 8 个。我国火力发电厂设计煤种一般采用烟煤，另外也有一部分火电厂采用贫种，但近些年来随着煤量消耗的越来越大，再加上煤炭生产成本和运输

技术路线图

NOx生成机理,输运方程,热力型NO,组分

222kkN O O NO + + 33kkN OH H NO + + 尔浓度变化率为： 2 21 12 /N NO Nd NOk Y O M Mdt —组分 j 质量占比；—组分 j 的反应常数；—组分 j 的摩尔质量； ——氧原子浓度。x主要来源是燃料中的 N 元素，对于煤而言，燃料素和焦炭中的 N 元素，前者以化合物的形式存在，和NH3等中间产物；后者主要是在异相燃烧过程中被炭 N 的反应机理如图 2-1 所示。112kkO N N NO + +

【参考文献】