本文關(guān)鍵詞：衛(wèi)燃帶布置方式對鍋爐燃燒的影響分析

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【摘要】：我國儲(chǔ)量和消耗量最大的常規(guī)能源是煤炭,煤炭占我國化石能源總量的比例高達(dá)93.8%。根據(jù)報(bào)告顯示,全世界范圍內(nèi)煤炭探明儲(chǔ)量可夠人類開發(fā)利用200年以上,然而,其中劣質(zhì)煤占一半以上。煤炭作為不可再生的重要能源,穩(wěn)定高效低污染的燃燒利用劣質(zhì)煤一直是業(yè)內(nèi)積極研究的方向之一。在所有劣質(zhì)煤穩(wěn)燃手段中,衛(wèi)燃帶穩(wěn)燃技術(shù)實(shí)際中使用相當(dāng)?shù)膹V泛。燃用低揮發(fā)分無煙煤的煤粉鍋爐在爐膛沒有布置衛(wèi)燃帶時(shí),爐內(nèi)燃燒溫度偏低,燃燒不穩(wěn)定,煤粉顆粒燃燒不完全,導(dǎo)致飛灰、爐渣含碳量升高。特別是,當(dāng)爐膛設(shè)計(jì)熱負(fù)荷低或者受熱面不匹配時(shí),往往出現(xiàn)過熱器、再熱器蒸汽溫度偏低,從而影響了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和汽輪機(jī)的安全運(yùn)行,爐膛內(nèi)敷設(shè)的衛(wèi)燃帶能在局部隔絕水冷壁與火焰之間的熱交換,起到近似絕熱作用,提高爐內(nèi)溫度,促使燃燒穩(wěn)定,降低飛灰和爐渣的含碳量,提高橫掠沖刷過熱器與再熱器管束區(qū)域的入口煙氣溫度,提高主蒸汽溫度到設(shè)計(jì)值,維持機(jī)組的相應(yīng)負(fù)荷下的設(shè)計(jì)出力。衛(wèi)燃帶布置方式不固定,多種多樣。傳統(tǒng)上,一般布置在燃燒器附近的水冷壁上,處在主燃燒區(qū),能有效的提高該區(qū)域溫度,對于難燃的劣質(zhì)煤有較好的穩(wěn)燃效果。而在非傳統(tǒng)區(qū)域布置衛(wèi)燃帶對鍋爐爐內(nèi)參數(shù)影響各不相同。湖南某電廠300MW鍋爐原設(shè)計(jì)煤種是揮發(fā)分較低的河南貧瘦煤,實(shí)際運(yùn)行中,為了穩(wěn)定燃燒,在無煙煤中摻燒少量的煙煤,導(dǎo)致爐內(nèi)溫度過高結(jié)焦嚴(yán)重。大面積布置在主燃燒區(qū)的衛(wèi)燃帶被認(rèn)為是主因。針對此問題,提出了調(diào)整衛(wèi)燃帶面積與布置位置,改到燃燒器區(qū)域上方的方案。通過鍋爐熱力計(jì)算確定了敷設(shè)面積,對爐內(nèi)燃燒過程采用三維數(shù)值模擬,分析衛(wèi)燃帶位置與面積對衛(wèi)燃帶表面結(jié)焦特性及燃燒效率的影響。對該廠300MW鍋爐進(jìn)行進(jìn)行數(shù)值模擬,結(jié)果表明爐內(nèi)結(jié)焦明顯改善。改造后,利用raynger 3i型爐膛紅外測溫儀采集了主燃燒區(qū)溫度,在電廠運(yùn)行數(shù)據(jù)中獲得爐膛出口溫度,鍋爐效率。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明:效果良好,模擬與實(shí)際相吻合。表明該方案的有效性與實(shí)用性。
【關(guān)鍵詞】：鍋爐 衛(wèi)燃帶 數(shù)值模擬 過熱汽溫
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK224.11
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 課題的背景及研究目的與意義11-13
• 1.2 電站鍋爐煤粉的燃燒13-16
• 1.2.1 煤粉燃燒的機(jī)理13-14
• 1.2.2 煤粉著火與穩(wěn)定燃燒的條件14-16
• 1.3 衛(wèi)燃帶技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與機(jī)理16-19
• 1.3.1 衛(wèi)燃帶的種類17-18
• 1.3.2 衛(wèi)燃帶技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)以及存在的問題18
• 1.3.3 衛(wèi)燃帶技術(shù)的現(xiàn)狀與進(jìn)展18-19
• 1.4 主要研究內(nèi)容19-20
• 第2章 燃燒數(shù)值模擬數(shù)學(xué)計(jì)算模型20-28
• 2.1 燃煤鍋爐燃燒過程模擬基本思想20-21
• 2.2 基本方程21
• 2.3 氣相湍流流動(dòng)模型21-22
• 2.4 湍流近壁區(qū)域的壁面函數(shù)模型22-23
• 2.5 爐內(nèi)煤粉燃燒模型23-24
• 2.5.1 揮發(fā)分的析出模型23
• 2.5.2 揮發(fā)分的燃燒23-24
• 2.5.3 焦炭的燃燒24
• 2.6 爐內(nèi)輻射傳熱模型24-26
• 2.7 求解算法與離散方法26-27
• 2.8 本章小結(jié)27-28
• 第3章 鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)及實(shí)際運(yùn)行存在的問題28-40
• 3.1 該電廠鍋爐基本設(shè)計(jì)參數(shù)28-32
• 3.1.1 設(shè)計(jì)煤種29-30
• 3.1.2 燃燒系統(tǒng)30-32
• 3.2 該電廠運(yùn)行狀態(tài)以及衛(wèi)燃帶的布置32-35
• 3.2.1 實(shí)際運(yùn)行的變化32-34
• 3.2.2 鍋爐衛(wèi)燃帶布置現(xiàn)狀化34-35
• 3.3 實(shí)際運(yùn)行中的問題35-37
• 3.3.1 爐膛煤粉燃燒區(qū)結(jié)渣嚴(yán)重的問題35-37
• 3.3.2 實(shí)際運(yùn)行爐膛出口煙溫過高的問題37
• 3.3.3 實(shí)際運(yùn)行部分區(qū)域超溫的問題37
• 3.4 運(yùn)行中問題的原因分析與可能對策37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-40
• 第4章 鍋爐衛(wèi)燃帶面積的計(jì)算40-50
• 4.1 常用衛(wèi)燃帶耐火材料的理化特性40-41
• 4.2 衛(wèi)燃帶敷設(shè)的影響因素41-43
• 4.2.1 材料特性41-42
• 4.2.2 布置的位置的影響42
• 4.2.3 厚度以及面積等影響42-43
• 4.3 衛(wèi)燃帶面積設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以及計(jì)算公式43-48
• 4.3.1 衛(wèi)燃帶面積計(jì)算公式43-44
• 4.3.2 衛(wèi)燃帶的布置對爐膛出口煙溫的影響44-48
• 4.4 本章小結(jié)48-50
• 第5章 鍋爐衛(wèi)燃帶的布置對燃燒過程影響的數(shù)值模擬50-74
• 5.1 爐膛幾何結(jié)構(gòu)與網(wǎng)格劃分50-53
• 5.1.1 網(wǎng)格劃分與網(wǎng)格質(zhì)量的檢查50-52
• 5.1.2 爐膛結(jié)構(gòu)與衛(wèi)燃帶的布置52-53
• 5.2 鍋爐模擬工況的設(shè)計(jì)53-57
• 5.3 模型的冷態(tài)數(shù)值模擬與驗(yàn)證57-58
• 5.4 模型的熱態(tài)數(shù)值模擬58-71
• 5.4.1 模型煤粉顆粒爐內(nèi)軌跡的追蹤58-59
• 5.4.2 爐內(nèi)燃燒流場特性59-60
• 5.4.3 模型溫度場特性分析60-64
• 5.4.4 模型衛(wèi)燃帶表面溫度特性64-65
• 5.4.5 模型爐內(nèi)截面熱流密度特性分析65-66
• 5.4.6 模型爐膛水冷壁壁面熱負(fù)荷分析66-67
• 5.4.7 兩種衛(wèi)燃帶布置方式的爐內(nèi)吸熱量分析67-68
• 5.4.8 模型沿爐膛高度方向相關(guān)組分的分布68-69
• 5.4.9 衛(wèi)燃帶布置方式對爐膛出口煙氣溫度的影響69-70
• 5.4.10 模型焦炭燃盡率特性分析70-71
• 5.5 實(shí)際改造后機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)分析71-72
• 5.6 本章小結(jié)72-74
• 第6章 結(jié)論與展望74-76
• 6.1 結(jié)論74-75
• 6.2 展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它成果80-81
• 致謝81

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4 陳曉萌;提高燃煤鍋爐燃燒穩(wěn)定性的方法與數(shù)值模擬研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2011年

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本文編號(hào)：643737