基于EDC模型高碱煤锅炉炉内燃烧及碱金属分布模拟

发布时间：2020-06-22 00:22

【摘要】：准东煤田储量丰富,但煤中含钠较高,现役锅炉燃用过程中容易出现严重的结渣、沾污现象,而无法实现满负荷全烧准东高碱煤。为此国家科技部立项通过产学研用的方式联合研发能全负荷全烧准东高碱煤的炉型,这将是切实有效合理利用准东煤的方式。本文作为课题的重要研究内容之一,对新开发设计的全烧高碱煤锅炉进行炉内燃烧特性及碱金属分布的数值模拟,以求掌握其炉内碱金属转化及分布规律,从而为针对高碱煤锅炉结渣和沾污问题开发的关键防控技术的提出提供理论支持。分析了燃用准东煤锅炉影响结渣和沾污的关键因素,针对这些因素,讨论了全烧准东煤锅炉设计的主要技术理念以及采取的关键防控技术。为了实现在炉内燃烧数值计算过程中对炉内含钠物质与煤中组分等物质的化学反应预测,本文对气相反应过程应用了涡耗散概念(EDC)模型。对炉内燃烧及碱金属转化等化学反应机理,进行了分析和简化,得出包含7种元素、29种组分及51步基元反应的化学反应机理包。对全烧高碱煤660MW示范工程机组对冲燃烧锅炉的不同设计方案及运行工况进行了炉内燃烧数值模拟,分析了满负荷下炉内的空气动力场、燃烧特性及热流分布,模拟结果显示炉膛出口烟温为为926.67℃,近壁区烟温较低,均有助于减轻炉内的结渣沾污问题。七层燃烧器下对齐方式有助于减轻结渣沾污。对不同一次风速的模拟推荐采用30m/s为宜。对全烧高碱煤锅炉的炉内碱金属转化及浓度分布进行了预测,以NaCl为炉内碱金属析出时的代表性物质,在高温区通过两条路径转化为Na2S04,模拟结果表明由NaCl先转化为Na再转化为其余中间产物的路径为主要转化路径,Na2S04浓度随烟温降低而升高。负荷变化对碱金属分布有较大影响。
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM621.2;X773
【图文】：

年份逡逑图Ｍ近十年我国能源消费总量逡逑图１－１所示为我国近十年能源消费情况，能源总体上的消费呈现出逐渐增长趋逡逑势。中国统计年鉴数据显示，我们国家２０１６年生产能源３４６０００万吨标准煤的总量中，逡逑６９．６％是我国的原煤所占的比重；同一年度中，我们国家总体上消费了４３６０００万吨逡逑标准煤的能源，其中的６２．０％是煤炭占据的，其余比重见图１－２。同时，从２０１６年向逡逑前的十个年份里，煤炭在中国消费的能源里的所占据的比重，长期在６０％之上维持逡逑１逡逑

…叫逡逑图３－１炉膛结构模型图逡逑图３－１为炉膛数值模拟所选取的计算区域，是由冷灰斗底部至折焰角上方炉膛逡逑出口后的范围，利用ＡＮＳＹＳ邋ＷＯＲＫＢＥＮＣＨ平台进行了构体建模和网格划分，见图逡逑１７逡逑

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本文编号：2724880