660MW 旋流对冲燃煤锅炉燃烧过程的数值模拟及结渣分析

邓念念，周 臻，肖 祥，黄歆雅

（长沙理工大学能源与动力工程学院，长沙410004）

近几年，不同类型锅炉的燃烧技术都得到了显著提高，而旋流对冲燃煤锅炉则是其中的一个典型代表，并被国内多家电厂开始选用.随着技术的不断完善，旋流对冲燃煤锅炉将会得到进一步推广［1］，但是在实际运行中仍然存在诸多问题［2］，如燃烧器冷却风的控制、火焰贴墙、结渣和高温腐蚀［3］等问题.随着计算机的飞速发展，数值模拟技术已经成为研究炉内燃烧过程的一种常用手段，它可以清楚地反映负荷和煤质变化对整个炉内燃烧过程的影响［4-7］，并且具有很高的准确性.

1 模拟对象

所模拟的对象为湖南某电厂的一台660 MW旋流对冲燃煤锅炉，采用一次再热、单炉膛、尾部双烟道、全悬吊结构.在锅炉炉膛的前后墙上布置燃烧器，并采用对冲燃烧和旋流式燃烧相结合的燃烧系统.图1为燃烧器与磨煤机之间的匹配示意图，其中字母A、B、C、D、E 和F 代表磨煤机，1、2、3和4代表对应于磨煤机四周的燃烧器.

图1 燃烧器与磨煤机之间的匹配示意图Fig.1 Matching diagram of burner with mill

2 计算网格及数学模型

采用Fluent前处理软件Gambit对锅炉炉膛进行网格划分，其中模拟比例为1∶1［8］.由于实际锅炉本体较大，划分网格比较麻烦，考虑到该炉型结构左右对称，因此取炉膛的一半进行网格划分［9］.最终划分的网格（见图2）总数为42万.

炉内煤粉燃烧过程的模拟采用RNGk-ε模型、非预混燃烧模型和简化PDF模型，炉内辐射换热计算采用P-1辐射模型，焦炭颗粒的表面燃烧……