贴壁风对一台600MW墙式布置锅炉炉内流场及燃烧的影响

发布时间：2020-07-03 03:38

【摘要】：近年来,为控制NOx排放并提高锅炉效率,锅炉机组正陆续开展低NOx改造工程,而与之并来的则是锅炉炉膛温度和水冷壁壁温的升高,部分锅炉机组上出现了较为严重的水冷壁高温腐蚀问题,产生巨大安全隐患。为解决水冷壁管高温腐蚀问题,国内外学者提出了多种改进方式,其中合理引入贴壁风对改善水冷壁高温腐蚀具有一定的积极意义。本文以国内某厂生产的一台600MW超临界墙式布置对冲燃烧锅炉作为研究对象,该炉型采用的是英巴旋流燃烧器(LNASB),通过气固两相流动特性试验以及数值模拟的方法,研究其引入贴壁风后,在不同工况参数下炉内流场的变化情况。根据冷态气固两相实验模化准则,以实际与模型1:9的比例设计、安装、搭建并调试了冷态气固两相流动特性试验台。利用相位多普勒测速仪(PDA),研究不同贴壁风喷口结构及运行参数对炉内流场的影响。研究结果表明:采用每排燃烧器对应一个贴壁风喷口时,贴壁风穿透性较强但覆盖性较差,随着贴壁风风速提高,射流刚性加强不易扩散,贴壁风穿透性加强,气流对颗粒冲刷壁面的隔绝效果更好,且贴壁风风率在4%以下时,对炉内主燃区流场几乎没有影响。采用每排燃烧器对应两个贴壁风喷口时,与上一工况相比,本工况下贴壁风覆盖性加强,穿透性削弱,但大体规律两者类似。采用每排燃烧器对应单个贴壁风喷口时,改变贴壁风喷口长宽配比,对炉膛主燃区及近壁区影响都不大,但喷口越狭长,贴壁风稳定性越差,贴壁风偏斜程度越大。通过数值模拟的方法,对本文研究对象进行以上工况下炉膛内流动及燃烧特性的计算,首先采用三维建模软件Solid Works进行1:1全炉膛建模,然后使用网格划分软件ICEM对计算域进行网格划分,利用Fluent14.5进行全尺寸锅炉的煤粉燃烧特性计算,最后通过Tecplot360对计算结果进行后处理。研究结果表明:引入贴壁风后,炉膛近壁区中央附近,温度大幅降低,由贴壁风未覆盖时区域烟气温度1400K-1700K降至1000K以下。O2浓度场以及CO浓度场表明,引入贴壁风后,近壁区氧量可提高至2%以上,CO浓度可降至1%以下,大幅缓解了炉膛水冷壁近壁区的还原性气氛,同时降低了烟气温度,从源头上缓解了水冷壁高温腐蚀的发生,同时对炉内燃烧的影响较小。
【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】：2018
【分类号】：X773
【图文】：

供风系统,燃烧器,锅炉燃烧器,中心风

图 2-2 某厂锅炉燃烧器烧器中的供风系统分为一次风、内二次风和外二次风。磨煤机将原后输送至燃烧器位置，在一次风的携带下通过入口弯头进入风道，安装有 BANJO 和煤粉收集器，上述风粉混合物在该装置的浓缩作。浓缩后的煤粉与旋流的内二次风、外二次风配合，可以在燃烧的Ox 的生成。LNASB 的内二次风和外二次风由燃烧器风箱集中配风各个燃烧器风量处于合理均衡的关系，每只燃烧器均配备了均风板外二次风通过燃烧器内各自的通道在不同阶段分别送入炉膛。表 2巴燃烧器的主要设计参数。表 2-3 燃烧器的主要设计参数项目单位数值中心风速 m/s 17.7一次风速度 m/s 30.4内二次风速度 m/s 17.3外二次风速度 m/s 49.3中心风温 ℃ 326.6一次风温 ℃ 78

照片,锅炉模型,实验台,贴壁风

.燃烧器 3.底部灰斗 4.法兰 5.玻璃 6.贴壁风支架 7.角钢架 89.小贴壁风风箱 10.大贴壁风风箱 11. 贴壁风喷口图 2-5 哈锅锅炉模型气固两相实验台示意图56781 0 9

【参考文献】