运行参数对锅炉煤粉着火燃烧和飞灰含碳量影响的数值研究VIP免费

第24卷第4期2004年8月文章编号:100026761(2004)0420470207动力工程POWERENGINEERINGVol.24No.4Aug.2004运行参数对锅炉煤粉着火燃烧和飞灰含碳量影响的数值研究陈炳华,张颉,孙锐,吴少华,秦裕琨(哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,哈尔滨150001)摘要:为了达到锅炉的优化运行以保证煤粉气流及时着火和充分燃尽,采用IPSA两相流动模型和煤粉燃烧综合模型,在不同的一次风率和煤粉细度的工况下,对1台350MW锅炉煤粉燃烧过程进行了数值模拟,得出了炉内燃烧器区域以及出口处烟气温度场和燃烧产物的组分浓度分布。分析了一次风率和煤粉细度对煤粉着火燃烧和飞灰含碳量的影响规律,并确定了优化的运行参数。结果表明:一次风率对煤粉气流的着火影响较大,而对出口处烟气温度、氧量以及飞灰含碳量影响较小。煤粉细度对煤粉气流的着火、燃烧以及燃尽均有较大影响。图8表2参9关键词:动力机械工程;煤粉燃烧;数值计算;一次风率;煤粉细度;飞灰含碳量中图分类号:TK224文献标识码:ANumericalStudyofOperationParametersonPulverizedCoalIgnitionandUnburnedCarboninFlyAshforaBoilerCHENBing2hua,ZHANGJie,SUNRui,WUShao2hua,QINYu2kun(SchoolofEnergyScienceandEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China)Abstract:Inordertoobtainoptimumoperationofboilersandthenensuretimelyignitionandcompletelyburnoutofpulverizedcoal,pulverizedcoalcombustionprocessesina350MWboilerwerenumericallycal2culatedunderdifferentprimaryairratiosandpulverizedcoalfineness.TheInterPhaseSlipAlgorithmmodelwasemployedforthetwo2phaseflowsimulation.Thecomprehensivecoalcombustionmodelswereusedtosimulatecombustionprocess.Thenumericalresultsshowedthetemperaturefieldandthecombus2tionspecies’concentrationdistributionsinthecombustionzoneandatfurnaceexit.Theeffectsofprimaryairratioandpulverizedcoalfinenessonpulverizedcoalignitionandunburnedcarboncontentinflyashwerestudiedandoptimumoperationparametersweregiven.Theresultsillustratethatprimaryairratiohasamajoreffectonpulverizedcoalignitionandminoreffectsongastemperature,oxygenconcentrationandunburnedcarbonatfurnaceexit.Pulverizedcoalfinenesshassignificanteffectsonpulverizedcoaligni2tion,combustionandburnout.Figs8,tables2andrefs9.Keywords:powerandmechanicalengineering;pulverizedcoalcombustion;numericalsimulation;primaryairratio;pulverizedcoalfineness;unburnedcarboncontent收稿日期:2003210215修订日期:2004203221作者简介:陈炳华(19682),男,硕士研究生,高级工程师。主要研究方向:煤粉燃烧过程的数值模拟。对于现代化的一流火电厂的发电机组来说,不仅要保证生产运行的安全性,还要着重考虑生产过程的经济性。电厂的经济性涉及汽机、锅炉、电气、热陈炳华,等:运行参数对锅炉煤粉着火燃烧和飞灰含碳量影响的数值研究·471·第4期工、化学和燃料等各方面,而锅炉效率是非常重要的一个方面。飞灰含碳量是影响锅炉效率的重要因素,也对锅炉的安全运行有很大的影响。煤粉中的大部分可燃物应该在炉膛火焰中心燃尽,如果煤粉无法正常燃尽,火焰中心上移,伴随着飞灰含碳量增高,则会造成炉膛出口区域烟气超温和造成位于该区域的高温过热器和再热器管的超温,影响主汽温度的调整,长此以往,就会造成爆管等突发事故1。影响飞灰含碳量的因素有:燃料的性质、炉膛结构、锅炉负荷、煤粉细度和配风方式等。对于炉膛结构、燃料性质一定的锅炉,在相同的负荷下,煤粉细度和配风方式选择的合理与否,关系到炉内的空气动力场,直接影响煤粉气流的着火、燃烧及燃尽,从而影响飞灰含碳量。长期以来,人们一直采用实炉测试方法来确定飞灰含碳量,并摸索降低飞灰含碳量的运行方法,但实炉测试工作量大,测试工况有限,较难获得详细全面而又经济可靠的结果2。数值计算的发展为煤粉燃烧研究开拓了一个新的领域,使理论分析和试验研究之间建立了相互结合的途径。通过数值试验手段模拟炉内煤粉燃烧过程,分析运行参数对煤粉气流的...