采用對沖燃燒方式的鍋爐煤種適應(yīng)性強、爐內(nèi)火焰充滿度較好等,因此在燃煤電廠得到廣泛應(yīng)用,在實際運行中,二次風(fēng)箱燃燒器流量分配不均、燃燒器運行參數(shù)不合理以及鍋爐運行參數(shù)不合理會對鍋爐熱效率以及污染物排放造成較大的影響。本文采用數(shù)值模擬方法,對一臺600MW前后墻對沖煤粉燃燒鍋爐進行燃燒優(yōu)化數(shù)值模擬研究,為鍋爐機組的正常運行提供科學(xué)的指導(dǎo)和建議。根據(jù)實際的鍋爐結(jié)構(gòu)與尺寸,分別建立單層風(fēng)箱、旋流燃燒器以及全爐膛的幾何與數(shù)學(xué)模型,對鍋爐基準(zhǔn)工況進行燃燒數(shù)值模擬,速度分布、溫度分布與各組分濃度分布都較為合理,出口參數(shù)的模擬結(jié)果與實際測量結(jié)果的誤差均小于10%。對單層風(fēng)箱流動特性及優(yōu)化進行數(shù)值模擬研究,同一燃燒器二次風(fēng)風(fēng)門開度下,各燃燒器的流量呈現(xiàn)出一定的不均勻與偏差特性;隨著二次風(fēng)風(fēng)門開度減小,各燃燒器之間流量的不均勻性和偏差增大。適當(dāng)減小中間及中間兩側(cè)燃燒器二次風(fēng)風(fēng)門開度,各燃燒器的流量偏差減小,流量分配更加均勻。對新型低NO_x旋流燃燒器進行參數(shù)優(yōu)化數(shù)值模擬研究,適當(dāng)增加直流二次風(fēng)風(fēng)量,有利于降低NO_x生成量,直流二次風(fēng)風(fēng)量過大,NO_x生成量升高。適當(dāng)增大三、四次風(fēng)的旋流角度,會延遲了三、四次風(fēng)與煤粉混合,可有效降低NO_x生成量,旋流角度過大,燃盡率迅速下降,NO_x生成量升高。綜合各個因素,燃燒器在基準(zhǔn)工況風(fēng)率、旋流角度為35°~40°下運行較優(yōu)。對600MW前后墻對沖燃燒鍋爐進行煤粉燃燒數(shù)值模擬研究,增大燃盡風(fēng)風(fēng)率,燃燒器區(qū)域的溫度水平降低、CO濃度水平升高,爐內(nèi)NO_x濃度水平明顯降低;當(dāng)燃盡風(fēng)風(fēng)率一定時,增大下層燃盡風(fēng)風(fēng)量,在下層燃盡風(fēng)區(qū)域的NO_x濃度水平明顯升高。在倒寶塔配風(fēng)方式下,爐內(nèi)CO濃度較高,NO_x濃度水平較低,正寶塔配風(fēng)方式與之相反,均等配風(fēng)方式下煤粉燃盡率較高。綜合考慮,鍋爐在均等配風(fēng)方式下運行,可以較好的實現(xiàn)高效低污染燃燒。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM621.2
【部分圖文】：

廠 600MW 超超臨界前后墻旋流對沖燃燒鍋爐，在實際運行過程中存在層風(fēng)箱各燃燒器流量分配不均勻；燃燒器燒損嚴(yán)重、燃燒器二次風(fēng)噴口；爐膛主燃區(qū)缺氧嚴(yán)重、燃燒滯后，水冷壁側(cè)墻 CO 含量較高、可達(dá)到 煙溫高、出口氧量偏差大、爐膛掉焦等，降低了鍋爐熱效率，嚴(yán)重影響常運行，如圖 1.2 所示，因此對鍋爐機組進行優(yōu)化運行的研究是很有必要（a）二次風(fēng)噴口鼓包現(xiàn)象

（a）前墻 （b）后墻圖 2.1 旋流燃燒器布置示意圖采用的低 NOx軸向旋流燃燒器（LNASB）是由英國 Mitsui Babcock 公司設(shè)計研發(fā)制造的，燃燒器結(jié)構(gòu)較為簡單，如圖 2.2 所示，主要是由一些把燃燒空氣分隔成若干個獨立通道的同心套管所組成，從中心向外側(cè)依次為中心風(fēng)管、一次風(fēng)管、二次風(fēng)管、三次風(fēng)管、四次風(fēng)管，燃燒器中心適當(dāng)?shù)闹行娘L(fēng)是用于穩(wěn)定油火焰，防止油火焰沖到燃燒器風(fēng)管上；煤粉是通過一次風(fēng)進入爐膛，期間經(jīng)過一次風(fēng)管出口處濃縮裝置，之后將濃縮的煤粉氣流射入爐膛；二次風(fēng)是直流風(fēng)，三、四次風(fēng)是旋流風(fēng)，二、三、四次風(fēng)都是用于補充在燃燒器區(qū)域煤粉燃燒所需的氧量，鍋爐的二次風(fēng)箱提供了燃燒器的二、三、四次風(fēng)與中心風(fēng)，燃燒器的風(fēng)門入口在二次風(fēng)箱內(nèi)，燃燒器最外層的二次風(fēng)擋板可以調(diào)節(jié)進入燃燒器的二次風(fēng)總風(fēng)量（包含二、三、四次風(fēng)），二、三次風(fēng)可以通過調(diào)節(jié)各自的風(fēng)門擋板開度來調(diào)節(jié)進入的風(fēng)量，四次風(fēng)沒有設(shè)置單獨的風(fēng)門擋板，進入四次風(fēng)風(fēng)管的流量通過調(diào)節(jié)二、三次風(fēng)風(fēng)門開度以及最外側(cè)總二次風(fēng)開度來

（a）單層燃盡風(fēng)風(fēng)道元素分析 (%)（b）兩層燃盡風(fēng)風(fēng)道圖 2.3 改造前后的燃盡風(fēng)風(fēng)道圖 2.4 燃盡風(fēng)燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖表 2.1 煤質(zhì)分析工業(yè)分析 (%)層燃盡風(fēng)風(fēng)道

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2807989