深度空气分级条件下配风方式对炉内燃烧特性影响的数值模拟研究

杜 威, 丁红蕾,3, 潘卫国,3, 郭得通, 周 柒,郭士义, 丁承刚, 邓云天

(1.上海电力大学, 上海 200090; 2.上海电气电站环保工程有限公司, 上海 201600;3.上海发电环保工程技术研究中心, 上海 201600)

我国是煤炭大国,煤炭产量高,但煤的成分复杂,性质差异大,容易导致锅炉结渣、飞灰含碳量较高等问题。目前我国电站大多采用四角切圆的燃烧方式,其燃烧适应性好,经济性好,对烟煤、贫煤和褐煤都可高效燃用。煤粉在炉内的燃烧过程十分复杂,炉膛结构和燃烧器的布置十分重要,而炉内空气动力场对锅炉的燃烧特性起到关键作用。因此,了解四角切圆锅炉炉内燃烧特性和污染物生成对锅炉的实际运行具有指导意义。

调整燃烧方式可以提高炉内燃烧效率,并能有效控制NOx的生成。大型电站锅炉通常采用空气分级的方式,通过改变分离式燃尽风(又称SOFA风)与二次风的相对高度,或者改变SOFA风风量、调整二次风与SOFA风的配比占量来选择最优工况[1]。调节SOFA风水平竖直摆角或增加墙式燃烧器对炉内温度和NOx的产生都有影响[2-4]。在空气分级方式下对主燃区二次风配风方式进行调节,可找出适合不同锅炉、不同煤粉的配风方式,研究比较锅炉上部温度偏差、整体燃烧效率和出口NOx[5]对锅炉燃烧的稳定性、安全性和经济性具有重要的现实意义。

1 锅炉结构及其网格划分

1.1 锅炉结构

本文的模拟对象为某330 MW机组。该机组采取亚临界压力参数、自然循环汽包炉,单炉膛、一次中间再热、燃烧器摆动调温、平衡通风、四角切圆燃烧、紧身封闭、固态排渣、全钢架悬吊结构,锅炉的制粉系统采用冷一次风机、正压直吹式制粉系统。……