电站燃煤锅炉采用空气分级燃烧数值模拟的研究

《电站燃煤锅炉采用空气分级燃烧数值模拟的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2011年8月吉林电力Aug．2011第39卷第4期(总第215期)JilinElectricPowerVo1．39No．4(Ser．No．2l5)电站燃煤锅炉采用空气分级燃烧数值模拟的研究StudyonNumericalSimulationofStaged—airCombustionforBoilersinPowerPlants刘冬冬，王威威(1．东北电力大学，吉林吉林132012；2．华北电力大学，河北保定071003)摘要：采用fluent数值模拟软件，对某电厂400t／h四角切圆锅炉的炉

2、内湍流流动、传热、燃烧和NO的生成进行总体的数值模拟。研究了一、二、三次风率的变化对锅炉NO生成量及炉内燃烧效果的影响。对此煤粉锅炉，采用空气分级燃烧方式有利于降低NO的生成量，三次风率为22．2左右时NO生成量最小，且其他热损失也小，需要配合锅炉尾部受热面的改造，以降低锅炉排烟热损失。关键词：燃煤锅炉；数值模拟；空气分级；氮氧化物Abstract：Turbulentflow，heattransfer，combustionandNOformationfora400t／htangentiallyf

3、iredboilerarenumericallysimulatedusingfluentnumericalsimulationsoftware．Theinfluenceofprimary，secondaryandtertiaryairratiochangingonNOproducingquantityandcombustioneffectinboilerhavebeenstudied．Tothispulverizedcoal—fireboiler，staged—aircombustionstyl

4、edoesgoodtoreduceNOproducingquantity．NOproducingquantityandotherheatlosseswillbeminimizedwhentertiaryairratioreaches22．2％．Exhaustgasheatlosscouldbereducedbyretrofitontail—heatingsurface．Keywords：coa[firedboiler；numericalsimulation；staged—air；Nitro—ox

5、ide中图分类号：TK227．1文献标志码：A文章编号：1009—5306(2011)04—0020—04数值模拟技术在锅炉燃烧领域已经发展到实际1研究对象应用的阶段，可以对锅炉炉内的NO、燃烧、传热等一系列过程进行模拟，在锅炉的优化运行研究中起本文以某电厂400t／h四角切圆燃煤锅炉为研着至关重要的作用]。本文模拟了对于在不同风速究对象。锅炉冷灰斗高为3m，冷灰斗墙壁与水平面下两种代表性燃煤的炉内烟气温度、氧气浓度、NO夹角为6O。，锅炉炉膛高、深、宽分别为25m、9m、生成量并对结果作出分析

6、。对于相似的锅炉型号和8m。燃烧器类型为四角切圆直流煤粉燃烧器，燃烧在相似的工况条件下，可以预测估计出锅炉炉内的器的整体高度为7m。每一组燃烧器共有一、二次风烟气温度、氧气浓度、NO生成量、CO和CO的浓喷口7个，共4组28个喷口。在燃烧器的四角，相对度分布情况。角的燃烧器的布置角度相同，一组角度是在锅炉中对于燃煤锅炉，对NO生成起关键作用的是燃心形成750mm直径的切圆，另一组是锅炉中心形料型NO其形成过程主要在燃料的挥发分析出阶成150mm直径的切圆，两组切圆在同一水平面上，段，其条件是O充

7、足，如果此时O浓度不够，则燃并为同心圆。料中的N将大量转化为N，NO的生成量将减少。本文所采用的低NO方法就是将燃烧中心部位的2模拟过程二次风抽出一部分，在燃烧中心形成贫氧区，低氧燃烧，降低该区域NO的生成，然后将抽出的部分二2．1网格划分与所需数学模型次风空气从燃烧器上部直接引入炉膛，用作燃料完在进行fluent数值模拟计算前，先用Gambit全燃烧所需要的空气，称为三次风L2]。软件完成对锅炉实体的建模Ⅲ。经过反复调试比对，锅炉模型划分网格的数量为845390个。锅炉网格收稿日期：2011-

8、05—25作者简介：刘冬冬(1984一)，男，硕士研究生，主要研究方向为电厂锅炉燃烧数值模拟技术。·2O·2011年8月吉林电力Aug．2011第39卷第4期(总第215期)JilinElectricPowerVoI．39No．4(Ser．No．2l5)划分如图1所示。2种煤种分别为：a煤种(挥发分较低、发热量较高的针对此燃煤锅炉进行数值模拟计算时所需数学烟煤)；b煤种(挥发分高、发热量低、灰分相对较高模型依次为：气相的湍流流动选择Realizable愚一￡模的烟煤)。型；气相湍流燃烧采用非预混