本文關(guān)鍵詞：600MW切圓鍋爐燃燒器布置方式優(yōu)化及其硫化氫生成特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：四角切圓煤粉燃燒鍋爐是我國電站中應(yīng)用最廣泛、最成熟的爐型,大約占裝機(jī)總?cè)萘康?0%以上。但由于我國動力用煤煤種多變,再加上四角切圓煤粉鍋爐本身的固有缺陷以及煤粉燃燒器本身結(jié)構(gòu)的原因等,經(jīng)常導(dǎo)致四角切圓煤粉鍋爐出現(xiàn)爐內(nèi)結(jié)渣和高溫腐蝕等問題。相比于四角切圓煤粉燃燒鍋爐,四墻切圓煤粉燃燒鍋爐以其煤粉氣流易著火和燃燒穩(wěn)定性好,能有效防止結(jié)渣、高溫腐蝕及爆管現(xiàn)象等優(yōu)點,受到越來越廣泛的關(guān)注。本文以一臺600 MW四角切圓煤粉燃燒鍋爐為數(shù)值模擬對象的原型,在保持假想切圓直徑不變的情況下將爐膛改造為四墻切圓燃燒爐膛,得到共計13種不同的切圓布置方式,建立計算模型并對其進(jìn)行網(wǎng)格劃分。采用CFD商業(yè)軟件Fluent對不同切圓布置方式下的爐內(nèi)燃燒過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。將四角切圓布置方式下的部分模擬結(jié)果與鍋爐的設(shè)計參數(shù)進(jìn)行了對比,驗證了數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。隨后從爐膛速度場、爐膛溫度場、爐內(nèi)組分濃度場、壁面熱流密度、爐膛出口速度及溫度、爐內(nèi)旋流數(shù)、實際切圓直徑以及硫化氫生成特性等方面對不同切圓布置方式下的爐內(nèi)燃燒特性進(jìn)行了分析對比。結(jié)果表明,燃燒器四墻中置切圓布置方式下,隨著爐膛截面高度的增加,爐內(nèi)未發(fā)生高速氣流沖刷墻面的情況。爐內(nèi)平均無因次切圓直徑符合鍋爐的設(shè)計煤種。高溫火焰中心比其它布置方式相對較低,有利于降低飛灰含碳量和減少排煙熱損失,且底層燃燒器煤粉氣流著火性好,燃燒切圓大小合理,高溫區(qū)面積較大。此外,該布置方式避免了局部區(qū)域處于還原性氣氛進(jìn)行缺氧燃燒,降低了爐內(nèi)發(fā)生結(jié)渣的可能性,也能夠抑制貼壁區(qū)域H2S生成,從而有效地抑制了惡劣的高溫腐蝕的發(fā)生。壁面受熱不均等問題也得到了有效的緩解,降低了出現(xiàn)傳熱惡化的可能。在爐膛出口處殘余旋轉(zhuǎn)相對比較不明顯,速度和溫度分布對稱性好,可有效防止高溫過熱器的超溫爆管。本文的研究對切圓鍋爐的燃燒器布置方式提供了重要而有意義的參考依據(jù)。通過對各種切圓布置方式下爐內(nèi)燃燒特性的對比分析,推薦使用燃燒器四墻中置切圓布置方式。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)值模擬 切圓鍋爐 燃燒器布置 高溫腐蝕 硫化氫
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM621.2
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-23
• 1.1 研究背景11-16
• 1.1.1 切圓燃燒鍋爐11-15
• 1.1.2 高溫腐蝕15-16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-20
• 1.3 本文的研究意義及內(nèi)容20-23
• 2 煤燃燒相關(guān)理論及硫化物型高溫腐蝕23-31
• 2.1 煤燃燒的過程概述23-25
• 2.1.1 煤燃燒基本原理23-24
• 2.1.2 煤燃燒動力工況24-25
• 2.2 煤粉爐內(nèi)燃燒過程的概述25-27
• 2.3 硫化物型高溫腐蝕27-29
• 2.3.1 原子態(tài)硫引起的高溫腐蝕27-28
• 2.3.2 H_2S氣體引起的高溫腐蝕28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-31
• 3 模擬對象與數(shù)值模型及方法介紹31-47
• 3.1 數(shù)值模擬對象簡介31-33
• 3.2 網(wǎng)格劃分33-35
• 3.3 計算模型的選擇35-43
• 3.3.1 基本守恒方程35-36
• 3.3.2 氣相湍流模型36-37
• 3.3.3 顆粒運(yùn)動模型37-38
• 3.3.4 煤粉燃燒模型38-41
• 3.3.5 輻射模型41-42
• 3.3.6 硫化物生成模型42-43
• 3.4 邊界條件的設(shè)定43-45
• 3.5 計算方法及具體方案45-46
• 3.6 本章小結(jié)46-47
• 4 數(shù)值模擬結(jié)果及分析47-77
• 4.1 模擬的準(zhǔn)確性驗證47-48
• 4.2 爐膛速度場分析48-50
• 4.3 爐膛溫度場分析50-54
• 4.4 爐內(nèi)組分濃度分布54-58
• 4.5 爐膛壁面熱流密度分析58-62
• 4.6 爐膛出口速度、溫度分析62-65
• 4.7 爐內(nèi)旋流數(shù)分析65-67
• 4.8 實際切圓直徑分析67-68
• 4.9 硫化氫生成特性分析68-74
• 4.10 本章小結(jié)74-77
• 5 總結(jié)與展望77-81
• 5.1 全文總結(jié)77-79
• 5.2 工作展望79-81
• 參考文獻(xiàn)81-87
• 作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果87-91
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集91

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1 李彥鵬,張強(qiáng),顧t

本文編號：360788