當(dāng)前,我國大型燃煤電站進(jìn)行深度調(diào)峰比較普遍。四角切圓燃煤鍋爐是應(yīng)用廣泛的一種鍋爐類型。切圓燃燒鍋爐在運(yùn)行中存在煙氣流動和溫度偏差,容易導(dǎo)致主蒸汽和再熱蒸汽出現(xiàn)溫度偏差的問題,也容易使過熱器或再熱器壁面出現(xiàn)超溫,影響鍋爐運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。鍋爐運(yùn)行條件,如鍋爐負(fù)荷、燃燒器擺角、運(yùn)行氧量等對于鍋爐燃燒特性有至關(guān)重要的影響。本文對一臺700MW四角切圓鍋爐,通過數(shù)值模擬和電廠試驗(yàn)測量相互結(jié)合,開展了鍋爐負(fù)荷、燃燒器擺角、運(yùn)行氧量對于鍋爐中低負(fù)荷下爐內(nèi)煙氣流動和溫度偏差的影響研究,獲得了降低煙氣流動和溫度偏差的優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)。根據(jù)鍋爐實(shí)際結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行了幾何建模與網(wǎng)格劃分,開展了燃燒數(shù)值模擬,并與現(xiàn)場實(shí)際測量的鍋爐數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,驗(yàn)證結(jié)果的合理性。研究了改變負(fù)荷對鍋爐煙氣流動和溫度偏差特性的影響。結(jié)果表明,切圓燃燒方式下,由于煙氣在進(jìn)入屏區(qū)之前存在比較大的旋轉(zhuǎn)動量,導(dǎo)致水平煙道過熱器和再熱器區(qū)域存在煙氣流動和溫度偏差;隨著負(fù)荷降低,過熱器和再熱器區(qū)域煙氣流動和溫度偏差減小。在鍋爐中負(fù)荷下研究了燃燒器豎直擺角和運(yùn)行氧量對鍋爐煙溫偏差特性的影響。結(jié)果表明,隨著燃燒器豎直擺角的增大,爐內(nèi)高溫火焰中心區(qū)上升,爐膛上部溫度升高,進(jìn)入屏區(qū)的煙氣殘余旋轉(zhuǎn)動量減小,煙溫偏差減小;隨著運(yùn)行氧量增加,進(jìn)入屏區(qū)的煙氣的殘余旋轉(zhuǎn)動量矩減小,煙溫偏差也減小。在兩種鍋爐低負(fù)荷下研究了燃燒器豎直擺角和運(yùn)行氧量對鍋爐煙溫偏差特性的影響。結(jié)果表明,無論是350MW還是300MW的負(fù)荷下,過熱器和再熱器區(qū)域均存在煙溫偏差;隨著燃燒器豎直擺角的增大,進(jìn)入屏區(qū)的煙氣的殘余旋轉(zhuǎn)動量減小,過熱器和再熱器區(qū)域煙溫偏差減小;隨著運(yùn)行氧量增加,煙溫偏差減小。但低負(fù)荷下的燃燒器豎直擺角和運(yùn)行氧量調(diào)整降低煙溫偏差的效果沒有中負(fù)荷下的效果好。
【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】：

2.1 鍋爐概況文章中所探討的鍋爐是一臺來自某電廠的由日本的三菱重工公司制造的一種亞臨界中間再熱強(qiáng)制循環(huán)的四角切圓鍋爐鍋爐，鍋爐的型號為 MB-FRR，額定功率為700MW（2290t / h）。鍋爐的具體的尺寸為寬度 21.46 米，深度 18.605 米，高度 56.7 米，其采用的是正壓直吹式的制粉系統(tǒng)，配備有 6 臺磨煤機(jī)以及一級的冷空氣系統(tǒng)。五個工廠設(shè)計用于承載額定負(fù)載。鍋爐的額定主蒸汽是 587℃，再熱蒸汽的溫度設(shè)定為 568℃，主蒸汽的警戒值為 587℃，再熱器的警戒值為 610℃，鍋爐的燃燒器可以在 0 到 25 度之間連續(xù)擺動；當(dāng)燃燒低熱值煤時，燃燒器設(shè)置一定的豎直擺角，這樣可以使得火焰中心向上偏移，同樣的令屏區(qū)的煙氣溫度上升，這樣可以提高主蒸汽和再熱蒸汽的溫度。目標(biāo)鍋爐的相關(guān)結(jié)構(gòu)以及網(wǎng)格結(jié)構(gòu)如下圖 2.1 所示。為了便于隨后的分析，在爐子上采用多個標(biāo)記面，如圖 2.1（a）所示。AA2AA3

2.3.1 網(wǎng)格獨(dú)立性測試通常，網(wǎng)格數(shù)量越大，模擬的結(jié)果就更加接近現(xiàn)實(shí)情況。本文采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格構(gòu)建方法，在文中主要是劃分三種不同網(wǎng)格數(shù)模型，網(wǎng)格數(shù)分別為 1270946，2501812 和3466378，進(jìn)行網(wǎng)格獨(dú)立性檢驗(yàn)，結(jié)果如圖 2.2 所示。(a)速度對比圖 (b)速度對比圖

(a) 溫度分布沿爐膛寬度的趨勢 (b) 溫度分布沿爐膛高度的趨勢圖 2.3 模擬預(yù)測溫度趨勢和溫度測量值對比現(xiàn)場測量實(shí)驗(yàn)中，采用網(wǎng)格法測量了末級再熱器的出口處的氧氣濃度，設(shè)置的 13個位置一共 26 個目標(biāo)點(diǎn)位都在鍋爐爐膛的寬度的方向。煙氣的樣本取樣點(diǎn)分別設(shè)置在頂端下自上而下分別為 1.0m 以及 3.5m，6.0m 以及 8.5m 處，如圖 2.4(a) 中所體現(xiàn)的是，采用數(shù)值模擬方法模擬出的結(jié)果中的氧氣的濃度分布與現(xiàn)場測量的結(jié)果在數(shù)量上以及定性上分別接近，可以認(rèn)為數(shù)值模擬的結(jié)果可以定性的表示現(xiàn)場結(jié)果。此外，鍋爐中的氧濃度的定量的預(yù)測，其相對誤差較小，可以明確的知道，大部分的測量的結(jié)果，其誤差基本都是在±20%區(qū)間之內(nèi)�？傊瓦@表明，在前面所采用的數(shù)值模擬中的數(shù)學(xué)模型與網(wǎng)格劃分方法，不僅僅可以定性的表明爐膛內(nèi)部的情況，并且可以比較精確的反應(yīng)出鍋爐內(nèi)的各項(xiàng)過程。
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本文編號：2859584