600MW超超臨界墻式切圓鍋爐爐內(nèi)燃燒過程數(shù)值模擬.pdf

1、墻式切圓燃燒是一種新型的切圓燃燒方式，本文在計算流體力學(xué)（CFD）軟件Fluent6.3平臺上，分別模擬燃用煙煤和褐煤的600MW墻式切圓鍋爐爐內(nèi)燃燒過程。計算中氣相湍流流動模型采用可實現(xiàn)的k-ε雙方程模型，氣固兩相流動模型采用隨機軌道模型，輻射換熱模型采用P-1輻射模型，揮發(fā)分燃燒模型采用混合分?jǐn)?shù)PDF方法，焦炭燃燒采用擴散動力模型。
　　本文的第一部分模擬了墻式切圓煙煤鍋爐的空氣動力場、溫度分布、爐內(nèi)組分分布、SOFA風(fēng)率對氮

2、氧化物生成以及爐膛出口煙溫偏差的影響和壁面熱負(fù)荷分布。結(jié)果表明：爐內(nèi)切圓形成良好，充滿度高，爐內(nèi)溫度較高的區(qū)域集中靠近壁面附近，在爐膛內(nèi)部不存在溫度較低區(qū)域，爐內(nèi)燃盡程度高。主燃燒區(qū)氧濃度較低，在靠近噴口不遠(yuǎn)處氧氣就會耗盡，而爐內(nèi) CO濃度較高，有利于降低氮氧化物的生成。組織空氣分級低氮燃燒技術(shù)的關(guān)鍵為主燃區(qū)焦炭燃燒在缺氧條件下進行，SOFA區(qū)域氧濃度不能太高，合理的優(yōu)化主燃區(qū)與SOFA區(qū)氧量配比是關(guān)鍵。SOFA風(fēng)率的增加爐內(nèi)溫度分布趨

3、于均勻，爐膛出口NO濃度并不是隨著SOFA風(fēng)率的增大而單調(diào)減小，而是在25％ SOFA風(fēng)率下，NOx排放量最小。爐膛出口煙溫偏差在15% SOFA風(fēng)率下為最大60K，煙溫偏差不大。壁面熱負(fù)荷沿寬度方向的分布呈現(xiàn)V形，W形和U形。
　　本文的第二部分模擬采用了考慮熱解成分的非預(yù)混燃燒方法，通過與未考慮水分的模擬方法比較可知：一次風(fēng)射流溫度梯度減小，氧濃度梯度減小，主燃區(qū)橫截面高溫區(qū)范圍減小，考慮水分對于一次風(fēng)的射流衰減產(chǎn)生重要的影響

4、。通過與熱力計算的比較可知：傳統(tǒng)燃料定義方法在爐膛出口煙氣成分上與熱力計算相吻合。通過對元寶山3＃爐的模擬與實驗值的對比可知，實驗值與模擬值吻合良好，證明了數(shù)值模擬的可靠性。
　　本文第三部分采用第二部分的新方法來模擬褐煤燃燒，模擬結(jié)果表明：切圓規(guī)整，火焰充滿度好，水分影響了煤粉初期的燃燒，但較大的高溫區(qū)仍能夠保證煤粉的充分燃盡。水平濃淡燃燒方式降低爐膛出口NO濃度約10%。增大一次風(fēng)速后，煤粉著火距離增大，不利于煤粉的著火，并且