600MW超臨界煤粉爐爐膛結(jié)渣特性的數(shù)值模擬.pdf

1、爐膛結(jié)渣是鍋爐運(yùn)行中常見(jiàn)且較難解決的問(wèn)題，會(huì)嚴(yán)重影響鍋爐運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性，如何預(yù)測(cè)爐膛結(jié)渣并為鍋爐的安全運(yùn)行提供有力保障成為燃煤機(jī)組亟待解決的問(wèn)題。
　　本文以某600MW超臨界機(jī)組煤粉鍋爐為研究對(duì)象，針對(duì)燃燒器區(qū)域存在的嚴(yán)重結(jié)渣問(wèn)題，采用模擬軟件FLUENT對(duì)爐膛進(jìn)行燃燒過(guò)程模擬，通過(guò)分析爐膛內(nèi)速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、濃度場(chǎng)、氣相組分分布等因素，預(yù)測(cè)爐膛結(jié)渣位置。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用數(shù)值模擬的方法模擬爐內(nèi)結(jié)渣過(guò)程，并提出在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中

2、減輕結(jié)渣的措施。
　　燃燒模擬采用概率密度分布函數(shù)(PDF)燃燒模型對(duì)爐膛的滿負(fù)荷運(yùn)行工況進(jìn)行模擬，模擬結(jié)果表明，該鍋爐爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)組織良好，火焰并無(wú)明顯的貼壁現(xiàn)象，而沿射流方向靠近噴口處含氧量低，煙氣溫度高于入爐煤灰軟化溫度，可以預(yù)測(cè)沿射流方向靠近噴口處為易結(jié)渣處。
　　在燃燒模擬收斂的基礎(chǔ)上，結(jié)渣模擬在顆粒粘附模型的基礎(chǔ)上發(fā)展統(tǒng)計(jì)粘附顆粒的方法求解粘附到水冷壁上的飛灰顆粒數(shù)目，并以此來(lái)判斷結(jié)渣程度?；陲w灰射流屬性的設(shè)

3、置和網(wǎng)格的劃分，模擬時(shí)飛灰顆?？倲?shù)目為192000。結(jié)渣模擬計(jì)算結(jié)果表明，爐膛內(nèi)的顆粒粘附數(shù)目為3207，只占到總飛灰顆粒數(shù)目的1.67％，即飛灰中只有極少一部分顆粒粘附到壁面上。燃燒器區(qū)域的顆粒粘附數(shù)目為2900，占到總粘附顆粒數(shù)目的90.4％，因此驗(yàn)證了燃燒器區(qū)域?yàn)閲?yán)重結(jié)渣區(qū)域。在燃燒器區(qū)域，燃燒器噴口附近處顆粒粘附數(shù)目占79％，此處區(qū)域較小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，粘附顆粒不易清除，應(yīng)為燃燒器區(qū)域中的具體結(jié)渣位置，這與本文預(yù)測(cè)的結(jié)渣位置是一致的

4、。
　　本文根據(jù)引起結(jié)渣的原因提出了增加周界風(fēng)風(fēng)速、把上下濃淡分離燃燒器改為水平濃淡分離燃燒器以及改燒較高灰軟化溫度的煤種三種措施降低結(jié)渣程度，并采用FLUENT對(duì)采取三種措施后的工況進(jìn)行了模擬。
　　當(dāng)把周界風(fēng)風(fēng)速調(diào)高至60m/s時(shí)，各層燃燒器橫截面易結(jié)渣處氧濃度均有所提高，煙氣溫度均降至入爐煤的灰軟化溫度以下，此時(shí)燃燒器區(qū)域顆粒粘附數(shù)目降至607，顆粒粘附數(shù)目很小。
　　燃燒器改造之后，易結(jié)渣處的氧量均上升，但除下