1025t-h循環(huán)流化床鍋爐爐膛流場模擬及磨損分析.pdf

1、循環(huán)流化床(CFB)鍋爐以其燃料適應(yīng)性廣及污染物排放量低等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于能源化工及其他行業(yè)中。而爐膛水冷壁管的磨損是威脅循環(huán)流化床鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及限制其向大容量、高參數(shù)發(fā)展的重要因素。本文針對四川白馬電廠1025t/h循環(huán)流化床鍋爐,采用Fluent軟件結(jié)合歐拉雙流體模型對爐膛內(nèi)的氣固兩相流動進(jìn)行了數(shù)值模擬,旨在獲得影響水冷壁管磨損的顆粒速度、濃度及沖刷角度等參數(shù)的分布情況。模擬結(jié)果表明,在爐膛高度方向,顆粒濃度與小尺寸CFB鍋

2、爐一樣呈上稀下濃分布。但在徑向方向上,顆粒濃度和速度分布不同于傳統(tǒng)CFB鍋爐的環(huán)一核分布型態(tài),而是在爐膛中心及四壁區(qū)域出現(xiàn)高濃度顆粒下行流,在每側(cè)褲衩腿上方的中心區(qū)域出現(xiàn)低濃度的顆粒上行流,即呈馬鞍型分布。壁面附近的高濃度顆粒流向下做加速運(yùn)動,并且角落區(qū)域的顆粒濃度高于壁面其它部位。此外,顆粒濃度和速度分布表現(xiàn)出空間上的局部不均勻性及時間上的波動性。顆粒對壁面基本呈小角度沖刷,但也存在一定的不均勻性,尤其在爐膛下部甚至出現(xiàn)了正向沖擊的情

3、況。
　　 在爐膛流場模擬結(jié)果的基礎(chǔ)上,本文取爐膛的角落區(qū)域、添加防磨梁區(qū)域及爐墻開孔區(qū)域進(jìn)行進(jìn)一步數(shù)值模擬,以獲得爐膛局部區(qū)域顆粒濃度分布和速度分布的細(xì)節(jié),并對管壁進(jìn)行磨損計算。角落區(qū)域的模擬及計算結(jié)果表明下部水冷壁管的磨損情況比上部水冷壁管嚴(yán)重,而在管壁周向位置上,迎風(fēng)側(cè)顆粒濃度明顯高于背風(fēng)側(cè),導(dǎo)致迎風(fēng)側(cè)管壁磨損相對嚴(yán)重。在角落模型中添加單階防磨梁后發(fā)現(xiàn)貼壁流顆粒濃度和速度得到了降低,但只影響防磨梁附近的有限區(qū)域,并且其效果