二次风配风对W火焰锅炉燃烧特性影响数值模拟

论文摘要

我国低挥发份煤发电占有相当大的比重。W型火焰锅炉是燃烧低挥发份煤的主力炉型。但是,目前W型火焰锅炉燃烧低挥发份煤普遍存在燃烧效率偏低、污染物排放超标、炉膛结渣等问题。因此,开展W型火焰锅炉高效低污染燃烧低挥发份煤对我国的节能减排具有重要意义。本文采用数值模拟方法研究了改变二次风D,E层配风对W型火焰锅炉燃烧特性的影响,期望为其燃烧优化调整提供参考信息。对一台310MW W火焰锅炉建立了三维燃烧过程模拟综合模型,对W型火焰锅炉内的流动和燃烧及NOx生成过程进行了模拟。模拟得到的沿炉膛高度方向的温度分布与采用图像检测得到的温度分布的结果趋势一致,相对误差在10%以内;同时,模拟的炉膛出口NO排放量与试验值误差为12.6%。这表明表明模拟方法和所建立的模型可合理地模拟W型火焰锅炉内的流动和燃烧及NOx生成特性,为进一步开展前后墙D/E层二次风配风对W型火焰锅炉燃烧特性提供了基础。采用已建立的三维燃烧数值模拟模型,开展了改变D/E层二次风风速对燃烧特性影响的数值模拟,得到以下研究结论。适当增大D层或E层二次风风速,拱上向下/水平动量比增大,一次风的煤粉下冲深度的增加,煤粉颗粒在炉膛中的停留时间增长,飞灰的碳含量也会减少,煤粉燃尽率增加;同时,火焰中心会向下移动,炉膛分级效果强化,有利于炉内生成的NO的还原,NO排放量降低。当然,火焰中心会向下移动,有利改善锅炉的传热特性,提高锅炉运行的安全经济性。研究建议,对于着火性能较好的煤种,在保证炉膛稳定燃烧的条件下,要适当增大D/E层二次风,可降低火焰中心,有利于增加煤粉燃烧效率,降低NO的排放量,提高锅炉运行的安全与经济性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 能源概况
• 1.2 课题研究背景与意义
• 1.3 本文所做的主要工作
• 2 W 火焰锅炉燃烧过程数值模拟
• 2.1 引言
• 2.2 研究对象
• 2.3 数学模型与计算方法
• 2.4 结果分析
• 2.5 本章小结
• 3 改变 D/E 层二次风对燃烧特性的影响
• 3.1 引言
• 3.2 改变 D/E 层二次风配风的模拟条件
• 3.3 结果与讨论
• 3.5 本章小结
• 4 全文总结及建议
• 4.1 全文总结
• 4.2 进一步工作建议
• 致谢
• 参考文献