生物质与煤共燃温度场的数值模拟

卢洪波，马玉鑫，祖国刚，方 剑

(东北电力大学能源与动力工程学院，吉林吉林132012)

生物质与煤混燃发电是将部分生物质与煤进行混燃，这样做可以有效缓解能源短缺。过去几十年中生物质与煤混燃技术的发展主要基于锅炉运行经验及小规模实验装置所测得数据，但由于实验装置昂贵，并且非预混燃烧过程十分复杂，所以结论很难在实际中应用。而随着计算机技术的发展，燃烧过程的数值模拟已经成为燃烧研究的重要手段，关于大型煤粉炉燃烧的数值模拟已有深入的研究［1-5］，然而混烧生物质的数值研究多数以小型锅炉为研究对象，Kaer SK［6］采用商业软件CFX对33 MW秸秆炉排锅炉建立了独立的床层数学模型并进行数值模拟，得出炉内混合不好会导致飞灰含碳量的增加。Zhou H［7］等对在固定床上的秸秆燃烧进行了数值模拟，其重点是研究NO的生成和减少的原因。

S.R.Gubba和D.B.Ingham等通过改变炉膛进口生物质的形状以及粒径大小等因素对一台300 MW煤粉炉进行了数值模拟［8］，认为生物质颗粒热传递模型对燃烧特性具有一定影响。国内Xuebin Wang，Houzhang Tan，Yanqing Niu等［9］对陕西宝鸡电厂300 MW煤粉炉进行了混燃的实验研究，然而国内对生物质与煤在大型煤粉炉中的数值模拟研究较少。本文着重以生物质与煤掺混比例为变量，对炉内温度场，流场进行了数值研究，目的在于为大型锅炉混烧生物质提供依据。

1 数学模型及基本方程

1.1 数学模型

本文采用内蒙古乌拉盖褐煤以及秸秆为燃料，以内蒙古某电厂600 MW SG-205 9/17.5-M920型亚临界控制循环锅炉为计算实例。……