600MW旋流对冲锅炉不同负荷下的优化模拟

作     者：尚福栋 

作者单位：太原理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：马素霞

授予年度：2017年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：燃煤锅炉 旋流燃烧 燃烬率 NOx排放 燃烬风 数值模拟 

摘      要：在相当长的时间内,煤电仍是全球的主力电源。随着环境和能源问题的日益突出,国家出台严格的环保标准,燃煤电厂遭遇到前所未有的技术挑战。煤电企业在满足环保要求的巨大代价下如何寻找经济性,节能运行技术就显得尤为重要。本文以国电大同二电厂600MW对冲燃烧锅炉作为研究对象,通过燃烧数值模拟分析其燃烧特性,寻找不同负荷下的最优操作量,以提高锅炉的运行经济性。通过前处理软件Gambit建立几何模型并划分网格,采用计算流体力学商用软件Fluent进行模拟计算,生成煤粉颗粒报告,并采用CFD-POST进行后处理分析,获取各工况下速度场、温度场、各组分场。首先,通过现场试验获取各负荷下运行参数,以550MW工况为对比工况,验证模型的正确性。在燃烧模拟验证基础上,研究锅炉燃烧优化。不同负荷下的燃烧优化变量有:燃烬风率、上下层燃烬风比、燃烬风内外风比。燃烧优化研究基于各变量单因素变化下进行。结果表明:当燃烬风率增大时,主燃区欠氧加剧,不完全燃烧程度增加,使煤粉燃烬率降低,同时也会减少NO的生成;上、下层燃烬风比增大时,使燃烬风混入主烟气晚,未燃碳在燃烬区不能充分燃烬,使颗粒燃烬率降低,同时空气分级的加强,使得NO生成量减少;当燃烬风内外风比变小时,因为其对燃烬风与主烟气混合的影响,燃烬率会先变高后变小。基于各个负荷下的燃烧优化模拟,综合考虑燃烬效率与NO生成量之间的相互制约性,本文给出了各操作变量在相应负荷下的优化区间。