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)渣是鍋爐運行中常見且較難解決的問題，會嚴重影響鍋爐運行的安全性和經(jīng)濟性，如何預測爐膛結(jié)渣并為鍋爐的安全運行提供有力保障成為燃煤機組亟待解決的問題。
　　本文以某600MW超臨界機組煤粉鍋爐為研究對象，針對燃燒器區(qū)域存在的嚴重結(jié)渣問題，采用模擬軟件FLUENT對爐膛進行燃燒過程模擬，通過分析爐膛內(nèi)速度場、溫度場、濃度場、氣相組分分布等因素，預測爐膛結(jié)渣位置。在此基礎上，運用數(shù)值模擬的方法模擬爐內(nèi)結(jié)渣過程，并提出在鍋爐運行過程中

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)燃燒模型對爐膛的滿負荷運行工況進行模擬，模擬結(jié)果表明，該鍋爐爐內(nèi)空氣動力場組織良好，火焰并無明顯的貼壁現(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，可以預測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上，結(jié)渣模擬在顆粒粘附模型的基礎上發(fā)展統(tǒng)計粘附顆粒的方法求解粘附到水冷壁上的飛灰顆粒數(shù)目，并以此來判斷結(jié)渣程度?；陲w灰射流屬性的設

3、置和網(wǎng)格的劃分，模擬時飛灰顆?？倲?shù)目為192000。結(jié)渣模擬計算結(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％，因此驗證了燃燒器區(qū)域為嚴重結(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)構復雜，粘附顆粒不易清除，應為燃燒器區(qū)域中的具體結(jié)渣位置，這與本文預測的結(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風速、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對采取三種措施后的工況進行了模擬。
　　當把周界風風速調(diào)高至60m/s時，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