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峰谷形燃烧对炉内燃烧特性影响的数值模拟

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（ ） ， 排 放 的 火 键
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尚 效 消 燃 烧 技 术 研 究 的 ・ 项 要任 务 ．随 着 火 Ｉ 乜机 装 机 量 的 迅 速 增 Ｊ Ｊ 【 】 ． 其排 放 的 污 染 物 特
圳 址 ） ， 随之增 』 Ｊ ｌ Ｉ ． 巾 阳 电 站 锅 炉 炉 膛 Ｌ １ Ｎ Ｏ 的排 收 水 、 ｒ ３ ５ ０ ～ ８ ０ ０ ｍ ｇ ／ ｍ ，十 ｝ ｛ 执 《 火电Ｊ 人 气
染物 排 放 ｆ ， ｊ 准》 （ Ｇ Ｂ ｌ ３ ２ ２ ３ —２ ０ ｌ Ｊ ） ，现 柯 燃 煤 锅 炉 Ｎ （ ） 的排 放 限伉 为 １ （ 】 （ 】 ｍ ｇ ／ ｎ 这 就需 要 安 装 脱 硝 装 埘 州 的 Ｎ Ｏ 进 行 还 原 内燃 煤 锅 炉 会对空 预 器 、 的 运 行 践 丧明 ．增 设 脱 ｛ ｉ ｆ ｌ ｊ 装
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图 １ 常规 低 ＮＯ 燃 烧模 式 各 区 域 煤量 及过 量 空 气 系 数分 布
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中图 分 类 号 ：Ｔ Ｋ ２ ２ ３
文 献 标 志 码 ：Ａ
Ｄ ０Ｉ ：１ ０ ． １ Ｉ ９ ３ ０ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ４ — ９ ６ ４ ９ ． ２ ０ ｌ ７ ． ０ ７ ． ０ ７ ９ ． ０ ６
０ 引言
境 染 和 能 源 利 刚 问 题 ¨ ｔ 范 罔 内 越 来 越 受 刮 ．降 低 发 电机 污 染物 的排 放 成 为
烧 技 术的 超 超 临 界 锅 炉 进 行 数 值 模 拟 ．研 究 ｒ “ 峰 符 形 燃 烧 ” 模 式 对 炉 内温 度 场 、组 分 场 、燃 尽 率 和 底 渣 量 的 影 响 ．并 常 规 低 Ｎ Ｏ， 燃 烧 模 式 进 行 了 比较 结 果 表 明 ：在 保 持 还 原 区 及 燃 尽 区 过 量 空 气 系 数 不 变 的 前 提 Ｆ，“ 峰 形燃 烧 ” 模 式 ［ １ ｒ 以较 常 规 低 Ｎ Ｏ ， 燃烧模式更进 一步降低 Ｎ Ｏ 排 放 ，不 会 对 整 个 炉 膛 内 的燃 烧 、温 度 分ｎ 、炉 底 渣 量 和煤 粉 的 燃 产 明 显 的 影 响 ：某 优 化 １ 况 下 ， 炉膛 出 口 Ｎ ０ 含量 可 以 较 常 规 低 Ｎ Ｏ 燃 烧 模 』 ℃ 深 度降低达 １ ２ ％ 关 键 词 ：峰 谷 彤燃 烧 ；常 规 低 Ｎ Ｏ 、 燃 烧 ；Ｎ Ｏ 排 放 ；数 值模 拟
峰 谷 形 燃 烧 对 炉 内燃 烧 特 牲 影 响 的 数 值 拟
吕洪坤 ， 童 家麟 ， 张明 ， 熊建 国 ， 应 明 良， 齐晓娟 ， 佘 斌
（ 田网 江 苛电 力 公 司电 力科 学 研 究 院 ， 浙江 杭州 ３ １ ０ ０ １ ４）
摘
要 ：为 了深 度 降 低 燃 煤 锅 炉 的 Ｎ Ｏ 排 放 ，需 要 对 常 规 低 Ｎ Ｏ 燃 烧 方 式 做 进 … 步 优 化 对 某 采 用 低 Ｎ Ｏ 燃
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高级 １ ‘ 帅 ，从 ’ 打火 电机 试验 、
能减排 ｈ ｌ ［ ＇ ｌ ｉ 的 究
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收稿 日期 ：２ ０１ ７ － ０ ｌ 一 １ ７ 作者 简 介 ： ｌ ｊ （ 】 ９ ８ １ 一 ） ． ，浙 莉 人，
Ｃ ， ． ，ｃ 一各台磨煤机的入炉煤 ；ｎ ，…，ｄ 喷入对应 ｌ ｜ 次风之 后各分区域 的过量空气系数
给煤最／ （ ｔ ｈ 。 ）
过 量 空 气 系 数
均 等 ４ ＝ ！ Ｉ ｆ 、均 等 西 的燃 烧 方式 ． １ 鬈 １ ｌ即 为柴 锅 炉 满 饥 返 仃 （ 下 ５台烤 煤 机 投 运 ） 时 ．各 层 燃 烧 啖 人一 ｌ Ｉ － Ｉ 分 布 以 及 各 个 分 域 过 空 气 系统 分

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提高炉内燃烧稳定性的数值模拟

提高炉内燃烧稳定性的数值模拟

热蒸 汽 温度 相差 ２ ０℃ ｌ］ ７。
表 ２ 电厂 卫 燃 带 敷 设 方 案
Ｔａ ． Ｓｃ ｅ ｅｆ ｒ ｅ ｒｃ ｏｙｂ ｌｄｓｒ ｕ ｉ ｂ２ ｈ ｍ ｏ ｆａ ｔ ｒ ｅｔ ｉｔｉ ｔ ｒ ｂ ｏｎ
表 １ 设 计 煤 质 与 实 际燃 用 煤 质 比 较
Ｔａ ． ｂ １ Ｃｏ ｕ ｌｙ ｏ ｅ ｉ ｎ ａｎ ｒ ｃ ｉａ ｐ ｒ ｔ ａｌ ａ ｉ ｆ ｓｇ ｄ ｐ ａ ｔ ｌ ｅ ａ ｉ ｑ ｔ ｄ ｃ ｏ ｏｎ
冷 却 ， 同 成 焦 。 因 此 ， 燃 带 应 尽 量 敷 设 在 主 燃 凝 卫 计 算 选 定 区域 为 冷 灰 斗 底 部 至 折 焰 角 上 方
３ 数值计 算方 法
区 中 下 部 ， 熔 融 颗 粒 粘 附 卫 燃 带 时 凝 固 为 固 体 使
颗 粒 ， 容 易 粘 附 到 卫 燃 带 表 面 。 另 ＃ ， 留 主 燃 不 １ 保 －
域 ， 于 计 算 主 要 关 注 炉 内 燃 烧 情 况 ， 而 忽 略 了 炉 由 从 膛 上 方 存 在 的 屏 式 过 热 器 以 及 高 位 过 热 器 ［ 。 炉 １ 膛 整 体 为 规 则 长 方 体 结 构 ， 用 技 术 上 较 为 成 熟 的 可
结 构 化 网 格 进 行 划 分 ， 点 是 可 用 较 少 的 网 格 数流 着 火 的 不 连 续 ， 烧 造 燃
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稳 定性 降低 ， 起 灭 火事 故 的发 生 『。 引 ８ ］
在 炉 内敷 设 一 定 面 积 的具 有 绝 热 功 能 的 卫燃 带 可 以 较 好 地 解 决 以 上 问 题 ， 通 过 减 少 部 分 水 冷 即
燃尽风对NOx炉内分布影响的数值模拟研究

燃尽风对NOx炉内分布影响的数值模拟研究

通过前 人 的研 究认 为 口 ：热力 型 ＮＯ 形 成 的主
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要 控制 因素是温 度 ， 温度 对热力 型 ＮＯ 的生成速 率 的影 响呈指数 函数关 系 。 响热 力型 ＮＯ 生成 的另 影
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个主要 因素是 反应环 境 中的氧浓度 ，Ｎ（ｆ ）生成 速 影 响燃 料型 Ｎ 转 化率 的主要运 行因素 为过量
维普资讯
第２ ４卷 第 ３期 ２０ ０ ８年 ５月
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Ｖｏ ．４ １ ，Ｎｏ ３ ２ ．
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燃尽风 对 Ｎ 内分布影 ｐ ￣数值模拟研 究 Ｏ炉 ｌ， ｆ０
吴彦坤 ，高正阳，崔伟 春，王艳 军
（ 北 电力 大 学 能 源 与 动 力 工程 学 院 ，河 北 保 定 ０ １０ ） 华 ７０ ３ 摘 要 ：为 了研 究 燃 尽风 对 Ｎ 炉 内分 布 的 影 响 ，采 用 Ｔ Ｃ Ｌ Ｗ 软 件 使 用数 值 模 拟 方法 ，对 一 台现 役 锅 ＡＳ Ｆ Ｏ
膛 中心温 度 。这 说 明随着水 平 高度 的增加 ，截 面 的 最 高温度 逐渐 向炉 膛 中心移 动 。
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３ 模拟结果及分析
本文采 用 Ｔ Ｃ Ｌ ＡＳ Ｆ ＯＷ 软件对 研究对象 进行 了 ４种 工况 下 的数值模 拟 ：工况 １为 １０ ０ ％额 定 负荷 且投燃 尽风 ， 工况 ２为 １０ ０ ％额定 负荷 未投 燃尽风 ， 工况 ３为 ８ ％额定 负荷 且投 燃尽风 ， ０ 工况 ４为 ８ ％ ０ 额 定 负荷 未投 燃尽风 。 锅炉竖 直 向上 方 向为 ｚ方 向， 冷 灰 斗下部 为零米 ，燃烧器 区域 为 １－ ０ｍ。 ２ １
燃尽风对炉内流动和燃烧过程影响的数值模拟

燃尽风对炉内流动和燃烧过程影响的数值模拟

第26卷第1期　2006年2月动　力　工　程Journal of P ower EngineeringV ol.26N o.1　Feb.2006　 文章编号:100026761(2006)012116205燃尽风对炉内流动和燃烧过程影响的数值模拟刘泰生,　周　武,　叶恩清(东方锅炉(集团)股份有限公司,自贡643001)摘　要:燃尽风作为降低锅炉NO x 排放浓度的一个措施已在我国得到逐步推广应用。

应用数值模拟方法,对1台600MW 对冲燃烧煤粉锅炉,在满负荷下燃尽风对炉内流动、燃烧和传热过程的影响开展了研究工作。

应用混合分数Π概率密度函数法模拟湍流燃烧,用P 21辐射模型开展辐射传热模拟,利用拉格朗日Π欧拉法处理气固两相间的动量、质量和能量交换,对挥发份的析出采用单步反应模型,采用动力Π扩散反应速率模型模拟煤粉颗粒的表面燃烧。

研究发现:一方面,燃尽风的应用改善了炉内气流的充满情况,延迟了煤粉燃烧过程氧气的供应,加强了炉内的还原性气氛,降低了炉内最高火焰温度,有利于降低NO x 排放浓度;但另一方面,燃尽风的应用将导致煤粉燃烧效率下降。

图5表2参8关键词:工程热物理;锅炉;数值模拟;燃尽风中图分类号:TK 229 文献标识码:ANumerical Simulation of the E ffect of Over 2FireAir on Flow and Combustion in Furnace sLIU Tai 2sheng ,　ZHOU Wu ,　YE En 2qing(D ong fang Boiler G roup C o.Ltd.,Z ig ong 643001,China )Abstract :The use of over 2fire air as a means of reducing the concentration of NO x ,emitted by boiler ,has gradually g ot popularized in China.A numerical simulation study on the effect of over 2fire air on flow ,combustion and heat trans fer ,during full capacity operation of a pulverized coal fired 600MW boiler with cross firing ,has been started.Mixture fracture Πprobability density functions are used to simulate turbulent combustion ;a P 2I radiation m odel is used for simulating radiation heat trans fer ,the Langrange ΠEuler ’s method is used for dealing with m omentum ,mass and energy exchange between the s olid and the gas phase ;the single rate m odel for dev olatilization and the kinitics Πdiffusion limited combustion m odel for simulating surface combustion of pulverized coal particles.Study results indicate that over 2fire air helps the current to spread wider in the furnace ,delays the introduction of oxygen during the combustion process ;the reducing atm osphere in the furnace gets boosted ,and the maximal flame tem perature is reduced ,which helps to reduce the concentration of emitted NO x .But on the other hand ,the use of over 2fire air reduces the combustion efficiency of pulverized coal.Figs 5,T ables 2and refs 8.K eywords :engineering therm ophysics and mechanical engineering ;boiler ;numerical simulation ;over 2fire air收稿日期:2005207205 修订日期:2005209211作者简介:刘泰生(19732),男,江苏泰州人,工学博士,高级工程师。

燃尽风对超超临界锅炉燃烧特性影响的数值模拟

燃尽风对超超临界锅炉燃烧特性影响的数值模拟

（华中科技大学 煤燃烧国家重点实验室，湖北 武汉 ４３００７４）
摘要：对一台１ ０００ ＭＷ 超超临界前后墙旋流对冲燃烧 煤 粉 锅 炉 进 行 数 值 模 拟 ，研 究 了 燃 尽 风 比 例 对 燃 烧、 ＮＯｘ 排放及传热特性的影响．采用化学渗透脱挥发分模型替代经验方法，预 测 煤 粉 挥 发 分 析 出 过 程 中 氮 的 释 放量以及挥发分氮转化为 ＨＣＮ 与 ＮＨ３ 的比例．模 拟 结 果 与 试 验 测 量 值 符 合 较 好 ，随 着 燃 尽 风 比 例 增 加，飞 灰含碳量增加，煤粉燃尽率降低，ＮＯｘ 排放量（浓度）下降；但下炉膛出口 烟 气 温 度 增 加，导 致 大 屏 过 热 器 挂 渣 倾 向 增 加 ，较 优 的 燃 尽 风 比 例 为 ２５．７％ ． 关 键 词 ：煤 粉 ；锅 炉 ；燃 尽 风 ；数 值 模 拟 ；化 学 渗 透 脱 挥 发 分 模 型 中 图 分 类 号 ：ＴＫ２２３ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１６７１－４５１２（２０１０）１１－００９２－０４
烧模拟［５］、生 物 质 燃 烧 模 拟 和 ［６］ 富 氧 燃 烧 模 拟［７］ 等．文 献 ［８］对 采 用 三 菱 重 工 技 术 生 产 的 １ ０００ ＭＷ 超超临界单炉 膛、双 切 圆 燃 煤 锅 炉 进 行 炉 内 煤粉燃烧过程数 值 模 拟，推 荐 正 宝 塔 配 风 为 较 优 配风方式．文献［９］对一台采用美国 ＣＥ 公司技术
２ 数学模型与计算条件
２．１ 数 学 模 型 采用 Ｆｌｕｅｎｔ ６．３．２ 开 展 模 拟 研 究，用 旋 流 修
正的ｋ－ε 双方 程 湍 流 模 型 模 拟 气 相 湍 流 流 动，用 混 合 分 数／概 率 密 度 函 数 模 型 模 拟 气 相 湍 流 燃 烧 ， 用颗粒随机轨道 模 型 模 拟 煤 粉 颗 粒 的 运 动；煤 的 热解采用双方程 平 行 反 应 模 型，焦 炭 燃 烧 采 用 动 力／扩散控制 反 应 速 率 模 型，辐 射 传 热 计 算 采 用 Ｐ１ 法 ．