1000MW單爐膛雙切圓鍋爐爐內(nèi)燃燒過(guò)程的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著電力需求的增長(zhǎng)和對(duì)環(huán)保問(wèn)題的日益重視，具有容量大﹑效率高﹑能耗低﹑可靠性高和環(huán)境污染小等特點(diǎn)，且技術(shù)已相對(duì)成熟的超超臨界發(fā)電機(jī)組，成為目前我國(guó)潔凈煤發(fā)電技術(shù)的必然選擇。鍋爐向超大容量發(fā)展后，單爐膛雙切圓燃燒方式得到發(fā)展，并在國(guó)外得到廣泛應(yīng)用，國(guó)內(nèi)對(duì)這種燃燒方式研究很少，我國(guó)引進(jìn)的首臺(tái)1000MW超超臨界鍋爐也采用此種燃燒方式。
　　本文采用計(jì)算流體學(xué)軟件PHOENICS，對(duì)國(guó)內(nèi)首臺(tái)1000MW單爐膛雙切圓超超臨界鍋爐爐內(nèi)燃燒過(guò)

2、程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，得出了單爐膛雙切圓燃燒方式下?tīng)t內(nèi)流場(chǎng)、溫度場(chǎng)的分布規(guī)律，燃燒器運(yùn)行參數(shù)對(duì)爐內(nèi)燃燒過(guò)程以及氮氧化物排放的影響規(guī)律，磨煤機(jī)不同投運(yùn)方式對(duì)爐內(nèi)溫度場(chǎng)、熱負(fù)荷分布、煙氣成分分布以及氮氧化物排放的影響規(guī)律。此外本文對(duì)80％、60%和40%額定負(fù)荷的低負(fù)荷運(yùn)行工況進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，對(duì)鍋爐的低負(fù)荷穩(wěn)燃特性進(jìn)行了預(yù)測(cè)。
　　在爐內(nèi)過(guò)程數(shù)值模擬中，氣相湍流流動(dòng)采用k-ε雙方程模型，氣固兩相流動(dòng)采用基于IPSA算法的雙流體模型

3、，輻射傳熱采用六通量熱流法，水份蒸發(fā)采用擴(kuò)散模型，揮發(fā)分析出采用單步反應(yīng)模型，揮發(fā)分燃燒采用EBU-Arrhenius模型，焦炭燃燒采用擴(kuò)散－動(dòng)力模型。在NO的數(shù)值模擬中，將NO生成的數(shù)值模擬作為爐內(nèi)過(guò)程數(shù)值模擬的后處理過(guò)程，采用擴(kuò)展的Zeldovich機(jī)理描述熱力型NO的生成，采用De’Soete提出的HCN衰減總體反應(yīng)機(jī)理描述燃料型NO的生成，考慮了焦炭對(duì)NO的還原作用，忽略快速型NO的生成。采用有限差分法來(lái)離散微分方程，對(duì)控制方程

4、的求解采用SIMPLEST算法，在直角坐標(biāo)系下的非均勻交錯(cuò)網(wǎng)格系統(tǒng)中求解。
　　本文的研究表明，采用合適的數(shù)學(xué)模型和計(jì)算方法，進(jìn)行燃煤鍋爐爐內(nèi)過(guò)程的數(shù)值模擬是可行的，對(duì)爐膛內(nèi)溫度場(chǎng)和各種組分濃度場(chǎng)的分布特性的模擬是合理的，反映了實(shí)際的爐內(nèi)流動(dòng)、傳熱、燃燒和NO生成過(guò)程。本文的研究結(jié)果，對(duì)超超臨界燃煤發(fā)電引進(jìn)技術(shù)的消化、吸收和進(jìn)一步的自主研發(fā)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本研究是國(guó)家863計(jì)劃課題“超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)”的一部分，已通過(guò)課題驗(yàn)