350MW四角切圆锅炉燃烧过程的仿真研究

发布时间：2017-08-29 09:36

  本文关键词：350MW四角切圆锅炉燃烧过程的仿真研究

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【摘要】：电站锅炉新建工程的调试工作中,从分系统调试阶段到机组整套启动试验期间要进行大量的静态和动态调整试验。包括烟风系统、制粉系统、燃油系统等锅炉各系统调试,锅炉蒸汽吹管调试,锅炉最低负荷稳燃试验与燃烧调整试验,自动控制的投入和事故处理等,而且需处理建设过程中的各类问题,以保证机组顺利通过168小时试运行。新建工程的锅炉没有运行经验数据,需要大量的调试工作来将锅炉调整到最佳的运行状态,根据华润电力盘锦热电厂2 ×350MW新建工程1号和2号机组锅炉的调试需求,开展了本文的研究工作,并将研究成果应用于调试中,能够大量减少调试的工作量。利用仿真的方法,可以方便的得到更多负荷工况的燃烧状态,应用试验与仿真相结合的方法,简化了锅炉冷态动气动力场试验过程,并使得到的试验结果更加直观。本文结合华润电力盘锦热电厂2 ×350MW新建工程1号和2号机组的锅炉调试工作,利用计算流体力学软件Fluent对超临界四角切圆HG-1150/25.4-HM2型燃煤锅炉进行了燃烧过程的仿真研究。具体结合锅炉冷态空气动力场试验和燃烧调整试验,对炉内空气动力特性、传热特性和燃烧特性进行研究,得到了锅炉燃烧的定性规律。经过适当的简化假设,建立锅炉的仿真模型,包括几何模型、数值模型和计算方法的建立。采用Realized k-ε模型来描述气相湍流流动,拉格朗日随机轨道模型来描述离散相煤粉颗粒的运动,涡破碎模型来描述气相湍流燃烧,双步竞争模型和扩散/动力控制燃烧模型来描述煤粉的挥发份析出与焦炭的燃烧,P-1辐射模型来描述炉内的辐射换热过程。通过模拟得到的数值解与实际运行参数进行对比,来验证模型和研究方法的合理性。再模拟不同的运行工况,经过相互对比后得到锅炉的燃烧特性和运行规律。利用以上所述的模型和方法,模拟得到了此锅炉的二次风配风方式、炉膛出口氧量、磨煤机组合运行方式、一次风率对燃烧的影响规律,仿真结果对调试工作和机组运行优化提供了规律性依据和理论性指导。
【关键词】：锅炉 冷态空气动力场试验 燃烧调整 数值模拟
【学位授予单位】：沈阳工程学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM621.2
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-16
• 主要符号表16-17
• 1 绪论17-22
• 1.1 选题背景及意义17-18
• 1.2 国内外研究现状及发展分析18-20
• 1.3 本课题研究内容20-22
• 2 锅炉燃烧过程仿真方法和数学模型22-31
• 2.1 煤粉炉燃烧过程机理22
• 2.2 基本守恒方程22-23
• 2.3 气相湍流流动模型23-25
• 2.4 离散相模型25-26
• 2.5 气相湍流燃烧模型26-27
• 2.6 煤粉燃烧模型27-29
• 2.6.1 挥发份析出模型27-28
• 2.6.2 焦炭燃烧模型28-29
• 2.7 辐射换热模型29-31
• 3 锅炉冷态空气动力场试验与数值模拟31-43
• 3.1 锅炉概况31-33
• 3.2 锅炉冷态空气动力场试验33-36
• 3.2.1 冷态模化原理33-34
• 3.2.2 试验准备工作34
• 3.2.3 试验工况的确定34-36
• 3.2.4 冷态空气动力场试验36
• 3.3 锅炉仿真模型36-39
• 3.3.1 几何模型37-38
• 3.3.2 网格处理方法38-39
• 3.3.3 边界条件39
• 3.4 空气动力场仿真结果及分析39-43
• 3.4.1 切圆直径39-40
• 3.4.2 速度场分析40-42
• 3.4.3 炉内湍流特性42-43
• 4 炉内燃烧过程仿真43-66
• 4.1 仿真方法及设计工况仿真结果43-51
• 4.1.1 设计工况仿真过程介绍43-45
• 4.1.2 数值计算结果45-51
• 4.2 模拟不同二次风配风方式对燃烧的影响51-56
• 4.2.1 不同二次风配风方式的数值模拟结果及分析51-55
• 4.2.2 仿真结果对调试工作的意义55-56
• 4.3 模拟不同炉膛出口氧量对燃烧的影响56-60
• 4.3.1 不同炉膛出口氧量的数值模拟结果及分析56-59
• 4.3.2 仿真结果对调试工作的意义59-60
• 4.4 模拟不同磨煤机组合运行方式对燃烧的影响60-62
• 4.4.1 不同磨煤机组合运行方式的数值模拟结果及分析60-62
• 4.4.2 仿真结果对调试工作的意义62
• 4.5 一次风率对燃烧的影响62-66
• 4.5.1 不同一次风率的数值模拟结果及分析62-64
• 4.5.2 仿真结果对调试工作的意义64-66
• 5 结论与展望66-68
• 5.1 结论66-67
• 5.2 创新点摘要67
• 5.3 展望67-68
• 参考文献68-71
• 攻读硕士学位期间科研项目及科研成果71-72
• 致谢72-73
• 作者简介73-74

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1 李彦鹏,张强,顾t，

本文编号：752597