一臺600MW W火焰鍋爐摻燒煙煤爐內流動及燃燒特性研究
發(fā)布時間：2021-08-26 22:26
W火焰鍋爐具有獨特的爐膛結構和配風方式,被廣泛用于燃燒低揮發(fā)分煤種。由于我國近期煤炭市場的變化,部分地區(qū)煙煤價格下降,為降低NOx排放并提高經濟性,一些W火焰鍋爐開始摻燒煙煤,而W火焰鍋爐是專為燃用無煙煤和貧煤而設計,實踐表明,鍋爐摻燒煙煤會引起結渣、SCR入口煙溫超溫及減溫水投放量增加等問題。為掌握某電廠600MW W火焰鍋爐摻燒煙煤時爐內流動及燃燒特性,本文通過工業(yè)試驗對煤質、燃燒器著火點、爐膛溫度和SCR入口煙溫及排煙溫度等參數進行測量與研究,接著采用數值模擬的方法研究了不同燃燒器結構和分級風下傾角度對爐內流動和燃燒特性的影響。工業(yè)試驗結果表明:原貧煤干燥無灰基揮發(fā)分為17.05%,摻燒的煙煤比原來的貧煤干燥無灰基揮發(fā)分高20.17%;580MW負荷下燃燒器著火曲線的變化趨勢為經過一段波動之后迅速上升,在2.72m處開始著火;下爐膛上部比下爐膛下部溫度高47℃;高負荷下SCR入口煙溫部分測點出現超溫的現象,此時已經達到最大煙煤摻燒比例16.7%。根據工業(yè)試驗結果發(fā)現煙煤的高揮發(fā)分導致煤粉燃燒更加劇烈,下爐膛火焰中心偏上,SCR入口煙溫超溫。在工業(yè)試驗結果的基...
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數】：76 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
非結構網格劃分示意圖
哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文減少節(jié)點為 8186992，7318240，6498052 和 5497024，保持不同網格數的模型及邊界條件設置、計算步數和收斂精度，監(jiān)測下爐膛爐膛深度方豎直速度分布進行網格無關性驗證，鍋爐不同網格數量下的氣相豎直速對比如圖 2-5 所示。由圖可出，網格節(jié)點數為 8573104 和 8186992 時的布接近，而網格節(jié)點數為 7318240，6498052 和 5497024 時的速度變化差，因此，考慮到計算的可靠性和經濟性，選擇網格節(jié)點數為 8186992。
2.3.5 數值模擬模型驗證為驗證本文數值模擬模型的合理性，將工業(yè)試驗結果與數值模擬結果進行比。數值模擬設置參數見表 4-1，煤質參數見表 3-2，燃燒器著火線提取位置圖 2-6 所示，燃燒器與磨煤機的匹配關系見圖 3-1。提取該工況下 D6 燃燒器火點曲線并與工業(yè)試驗下所測 D6 燃燒器著火點進行對比，如圖 2-7 所示。可發(fā)現工業(yè)試驗所測一次風煤粉氣流著火距離為 2.72m，數值模擬的一次風煤氣流著火距離大約為 2.68m，相差很小，且煙氣溫度隨距一次風噴口距離曲變化趨勢比較吻合，從而驗證本數值計算模型選取的合理性。在 1m 到 2m 的圍內試驗值與數值模擬值差距較大，這是因為鍋爐在實際運行中流場復雜，現場多方面條件限制，在工業(yè)試驗的測量過程中存在一定的誤差，并且數值擬的設置也不是完全與鍋爐運行負荷的，導致該范圍內試驗值與模擬值差距大。提取該工況不同標高下爐膛溫度平均值并與工業(yè)試驗所測爐膛溫度進行對，如圖 2-8 所示。各個標高的溫度差值范圍在 24~67℃之間，差距較小，因此為本文的數值模型是準確合理的，數值模擬的結果比較可靠。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]超臨界W火焰鍋爐經濟性優(yōu)化的燃燒調整試驗研究[J]. 周文臺,楊太勇,林偉康,王克. 鍋爐技術. 2019(01)
[2]北京巴威“W”型火焰鍋爐低氮燃燒器改造探討[J]. 王波,趙雄. 貴州電力技術. 2017(02)
[3]W火焰鍋爐三次風流動特性優(yōu)化試驗與模擬研究[J]. 汪涂維,馬侖,方慶艷,樂方愿,張成,姚斌,陳剛. 動力工程學報. 2016(01)
[4]“W”型火焰鍋爐摻燒煙煤結焦原因分析及對策[J]. 陳飛云,姚昌模,邱明. 鍋爐技術. 2015(06)
[5]“W”型火焰鍋爐改燒煙煤探討[J]. 黃成福. 廣西電力. 2015(04)
[6]F二次風下傾對W型火焰鍋爐燃燒影響的數值模擬研究[J]. 劉彥豐,席光輝,石踐. 熱力發(fā)電. 2013(09)
[7]300MW“W”型火焰鍋爐摻燒煙煤安全性與經濟性分析[J]. 許積莊. 廣西電業(yè). 2013(06)
[8]300MW“W”型火焰鍋爐無煙煤摻燒澳洲煙煤優(yōu)化[J]. 王孝先,魏麗蓉. 廣西電力. 2012(05)
[9]無煙煤燃燒過程的熱分析動力學研究[J]. 鄒沖,張生富,溫良英,白晨光,呂學偉,王昆. 煤炭學報. 2011(08)
[10]W火焰鍋爐高效低NOx燃燒技術[J]. 李爭起,任楓,劉光奎,陳智超,朱群益,孫銳. 動力工程學報. 2010(09)
博士論文
[1]600MW W火焰鍋爐多次引射分級燃燒器布置及參數研究[D]. 宋民航.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]斗巴W火焰鍋爐及多次引射分級燃燒技術研究[D]. 況敏.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[3]FW型W火焰鍋爐高效低NOx燃燒技術研究[D]. 任楓.哈爾濱工業(yè)大學 2010
碩士論文
[1]300MWe W火焰鍋爐應用多次引射分級燃燒技術燃燒特性的模擬[D]. 楊秀超.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[2]600MW FW型鍋爐燃燒改造優(yōu)化的數值模擬[D]. 姚衛(wèi)剛.東南大學 2016
[3]巴威W型火焰鍋爐配風優(yōu)化方案及試驗[D]. 田德建.昆明理工大學 2015
[4]富氧氣氛下煤粉燃燒特性及動力學的實驗研究[D]. 楊妮.昆明理工大學 2014
[5]發(fā)動機進氣道沿程結冰參數變化數值模擬方法研究[D]. 范訓.南京航空航天大學 2009
本文編號：3365086
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數】：76 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
非結構網格劃分示意圖
哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文減少節(jié)點為 8186992，7318240，6498052 和 5497024，保持不同網格數的模型及邊界條件設置、計算步數和收斂精度，監(jiān)測下爐膛爐膛深度方豎直速度分布進行網格無關性驗證，鍋爐不同網格數量下的氣相豎直速對比如圖 2-5 所示。由圖可出，網格節(jié)點數為 8573104 和 8186992 時的布接近，而網格節(jié)點數為 7318240，6498052 和 5497024 時的速度變化差，因此，考慮到計算的可靠性和經濟性，選擇網格節(jié)點數為 8186992。
2.3.5 數值模擬模型驗證為驗證本文數值模擬模型的合理性，將工業(yè)試驗結果與數值模擬結果進行比。數值模擬設置參數見表 4-1，煤質參數見表 3-2，燃燒器著火線提取位置圖 2-6 所示，燃燒器與磨煤機的匹配關系見圖 3-1。提取該工況下 D6 燃燒器火點曲線并與工業(yè)試驗下所測 D6 燃燒器著火點進行對比，如圖 2-7 所示。可發(fā)現工業(yè)試驗所測一次風煤粉氣流著火距離為 2.72m，數值模擬的一次風煤氣流著火距離大約為 2.68m，相差很小，且煙氣溫度隨距一次風噴口距離曲變化趨勢比較吻合，從而驗證本數值計算模型選取的合理性。在 1m 到 2m 的圍內試驗值與數值模擬值差距較大，這是因為鍋爐在實際運行中流場復雜，現場多方面條件限制，在工業(yè)試驗的測量過程中存在一定的誤差，并且數值擬的設置也不是完全與鍋爐運行負荷的，導致該范圍內試驗值與模擬值差距大。提取該工況不同標高下爐膛溫度平均值并與工業(yè)試驗所測爐膛溫度進行對，如圖 2-8 所示。各個標高的溫度差值范圍在 24~67℃之間，差距較小，因此為本文的數值模型是準確合理的，數值模擬的結果比較可靠。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]超臨界W火焰鍋爐經濟性優(yōu)化的燃燒調整試驗研究[J]. 周文臺,楊太勇,林偉康,王克. 鍋爐技術. 2019(01)
[2]北京巴威“W”型火焰鍋爐低氮燃燒器改造探討[J]. 王波,趙雄. 貴州電力技術. 2017(02)
[3]W火焰鍋爐三次風流動特性優(yōu)化試驗與模擬研究[J]. 汪涂維,馬侖,方慶艷,樂方愿,張成,姚斌,陳剛. 動力工程學報. 2016(01)
[4]“W”型火焰鍋爐摻燒煙煤結焦原因分析及對策[J]. 陳飛云,姚昌模,邱明. 鍋爐技術. 2015(06)
[5]“W”型火焰鍋爐改燒煙煤探討[J]. 黃成福. 廣西電力. 2015(04)
[6]F二次風下傾對W型火焰鍋爐燃燒影響的數值模擬研究[J]. 劉彥豐,席光輝,石踐. 熱力發(fā)電. 2013(09)
[7]300MW“W”型火焰鍋爐摻燒煙煤安全性與經濟性分析[J]. 許積莊. 廣西電業(yè). 2013(06)
[8]300MW“W”型火焰鍋爐無煙煤摻燒澳洲煙煤優(yōu)化[J]. 王孝先,魏麗蓉. 廣西電力. 2012(05)
[9]無煙煤燃燒過程的熱分析動力學研究[J]. 鄒沖,張生富,溫良英,白晨光,呂學偉,王昆. 煤炭學報. 2011(08)
[10]W火焰鍋爐高效低NOx燃燒技術[J]. 李爭起,任楓,劉光奎,陳智超,朱群益,孫銳. 動力工程學報. 2010(09)
博士論文
[1]600MW W火焰鍋爐多次引射分級燃燒器布置及參數研究[D]. 宋民航.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]斗巴W火焰鍋爐及多次引射分級燃燒技術研究[D]. 況敏.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[3]FW型W火焰鍋爐高效低NOx燃燒技術研究[D]. 任楓.哈爾濱工業(yè)大學 2010
碩士論文
[1]300MWe W火焰鍋爐應用多次引射分級燃燒技術燃燒特性的模擬[D]. 楊秀超.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[2]600MW FW型鍋爐燃燒改造優(yōu)化的數值模擬[D]. 姚衛(wèi)剛.東南大學 2016
[3]巴威W型火焰鍋爐配風優(yōu)化方案及試驗[D]. 田德建.昆明理工大學 2015
[4]富氧氣氛下煤粉燃燒特性及動力學的實驗研究[D]. 楊妮.昆明理工大學 2014
[5]發(fā)動機進氣道沿程結冰參數變化數值模擬方法研究[D]. 范訓.南京航空航天大學 2009
本文編號：3365086
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