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电站锅炉煤粉燃烧过程及结渣的数值模拟

煤粉炉结渣问题普遍存在,是目前危机锅炉安全经济运行的一大难题。在我国,电站锅炉燃用煤质较差,且煤质多变,由于结渣而降低出力和热效率达20%和2.5%,如果计及结渣引起的锅炉停运、维修、改造费用的话,经济损失是惊人的。结渣过程是个十分复杂的物理化学过程,其中涉及燃烧、气固多相流、传热与传质等多门学科。锅炉运行过程中,影响结渣的因素错综复杂,既和燃料特性有关,也和锅炉结构、运行条件有关。但归根结底,结渣是在燃烧过程中形成的,灰渣的形成和沉积与燃料的燃烧过程密不可分,因而本论文由两大部分组成,一部分为改进和完善燃烧过程数值模拟,另一部分是在燃烧过程模拟的基础上,利用模糊数学理论,建立结渣的综合模糊评判数学模型,预报受热面上结渣的分布情况。与其它通用的CFD软件相比,经论文作者所改进的燃烧过程数值模拟软件的特点在于:(1)能够结合炉子结构、运行参数及燃料等,调整模型中相应的参数及处理方法;(2)可以灵活的安排网格节点,对某些节点进行特殊  (本文共141页) 本文目录 | 阅读全文>>

华北电力大学(北京)
华北电力大学(北京)

电站锅炉煤粉燃烧过程及其NO_x生成的数值模拟

煤粉锅炉是火力发电厂的重要设备之一,它的安全性和经济性对生产十分重要。提高锅炉效率、减少超温爆管、降低污染物的排放等对国民经济的发展有重要意义。而这些都必须深入详细地研究炉膛内煤粉的燃烧过程及其产生的温度场、速度场等。而在过去几十年中,煤粉燃烧技术的发展主要是基于电厂锅炉运行所积累的经验及一些小规模试验装置所测得的数据,这些经验和数据会局限燃烧技术的应用。随着电子计算机技术的不断发展,燃烧过程的数值模拟已经成为燃烧理论研究和燃烧装置设计的重要手段,它能够详细地模拟炉内燃烧所产生的温度场、速度场,压力场以及各种组分的分布和污染物的产生等。本文以太原第二热电厂四期扩建200MW机组7#炉为研究对象,在CFD软件FLUENT原有燃烧综合模型的基础上,通过该软件提供的用户接口函数udf,对其中的挥发份析出模型进行了改进,采用了比较先进的活化能分布模型即DAEM模型,再对7#炉的燃烧过程和污染物的生成进行数值模拟。得出了炉内C(S)、CH...  (本文共64页) 本文目录 | 阅读全文>>

《锅炉技术》2017年05期
锅炉技术

基于热工参数的锅炉积灰结渣在线监测

0前言近年来,中国电力工业迅速发展。据统计,2015年全国总发电量为56 184亿千瓦时,其中火电发电量为42 102亿千瓦时,占比为74.94%[1]。其中,超超临界百万级机组的数量已经超过其他国家的总和。随着机组容量的增大和蒸汽参数的提高,炉膛截面热负荷和壁面温度也会增加[2-3],这无疑加剧了燃煤电厂锅炉的积灰结渣严重程度。与此同时,随着环保性和经济性要求的提高,大型燃煤电厂倾向于使用低灰、低硫、高反应性的烟煤,其灰熔点往往较低[4]。对于固态排渣煤粉锅炉,燃用灰熔点低的煤时,很容易引起受热面结渣[5]。受热面积灰结渣有以下危害:减少受热面传热系数,增加机组煤耗,降低锅炉的经济性;产生高温腐蚀,导致塌灰、落渣等,影响锅炉的安全运行[6-7]。吹灰是清除受热面积灰、结渣的有效手段[8]。目前,大机组普遍都配备有吹灰器[9],但由于没有合适的积灰结渣监测手段,只能采用定时、定量的吹灰方式。该方式忽略负荷高低和煤质好坏对结渣积灰...  (本文共7页) 阅读全文>>

《梅山科技》2011年06期
梅山科技

微量钒钛稀土对热镀铝锌结渣行为的影响

热镀铝锌熔液温度较高,约(600±10)℃,高于热镀纯锌熔液温度,热镀铝锌机组的铝锌锅内结渣一般较多。结渣分为面渣、浮渣、底渣,面渣主要由密度低的ZnO、Fe2Al5、Al2O3等组成,浮渣主要由Fe2Al5、FeAl3Si等组成,底渣主要由FeZn7(δ1相)组成[1-3]。铝锌锅的结渣是影响带钢涂镀质量重要因素。某热镀铝锌机组的铝锌锅内结渣出现异常,主要特点是:结渣明显增多,底渣黏稠,底渣愈积愈多,捞渣困难,影响带钢热镀生产顺行,热镀产品锌渣缺陷增多。分析了铝锌锭原料、铝锌熔液、结渣的成分特征,用扫描电镜、能谱分析底渣的显微结构特征,模拟不同加热温度时底渣的软化和粉化能力以获得合适的捞渣温度,为生产机组提供依据。1试验方法分析铝锌锭原料、铝锌熔液、结渣成分。用扫描电镜、能谱分析底渣的显微结构特征、微区成分,将前述底渣850℃重熔后,再用扫描电镜、能谱分析底渣的显微结构特征。将底渣放置在石墨坩埚中,并将坩埚置于高温炉中加热,分...  (本文共4页) 阅读全文>>

《热电技术》2006年03期
热电技术

在煤质多变的情况下防止锅炉受热面结渣的几点经验

1前言锅炉受热面结渣是燃煤锅炉在燃烧过程中存在的不安全现象之一。大唐长山热电厂两台670t/h锅炉由于设计煤种灰熔点较低,经常发生受热面结渣现象。尤其2004年以后,电力系统燃煤供应紧张,煤质下降,入炉煤的低位发热量高时达14MJ/kg~16MJ/kg,低时只有8MJ/kg~9MJ/kg,应用基灰份大于40%,煤质严重偏离设计煤种,致使锅炉受热面结渣日趋加剧,多次因锅炉受热面严重结渣致使机组降出力、被迫停炉、设备损坏及处理受热面结渣时造成人身伤害等不安全事件。锅炉受热面结渣是一个十分复杂的过程,迄今人们对锅炉受热面结渣与煤灰特性之间的关系还所知甚少,许多研究还都带有一定的探索性,不同的观点被不同的人们所采用,尚未统一,所以要想有效地控制锅炉受热面结渣问题,就必须从锅炉运行调整方面寻找解决办法。2设备简介大唐长山热电厂8、9号锅炉为哈尔滨锅炉厂生产的HG-670/140-540/540-12型燃煤锅炉,18只直流式燃烧器分六角布置...  (本文共3页) 阅读全文>>

《新疆电力》2003年02期
新疆电力

炉膛结渣的原因及处理

O概述 燃煤锅炉的炉(膛)内结渣(结焦)即是一个物理化学过程,也是一个非常复杂的流体力学过程。由于影响结渣的因素较多,不仅与灰溶点、灰成分、灰粘度等结渣特性有关,还与炉膛热力参数、燃烧器的结构与布置、炉内空气动力工况、锅炉运行参数等密切相关,而且,单一煤种的结渣与混煤的结渣特性又不完全相同。所以,尽管国内外一些锅炉厂家和研究单位曾对燃煤的结渣机理及结渣与煤质特性的关系等作了大量试验研究工作,也提出了各种结渣判别指标,但是这些指标的可信度不高,有的还需借助于一些实验室的精密仪器设备,不可能快速判别,及时满足电厂运行需要。目前,对炉内结渣现象还没有定性的结论,但是,从现在已掌握资料及电厂锅炉积累的运行实践中总结出一些炉内结渣及其防止方法,以提供大型锅炉的设计和运行参考。1炉膛结渣 炉内辐射受热面的结渣大致可分为如下类型。1 .1机械粘结 由于受热面表面的粗糙的其它引力作用,使细粒飞灰堆积而形成疏松的灰污层,这种机械粘结物易于用炉内吹...  (本文共2页) 阅读全文>>

《热力发电》2017年09期
热力发电

准东煤防结渣添加剂应用试验

准东煤田是目前我国已探明的最大整装煤田[1-2]。准东煤由于其煤灰中碱/碱土金属(主要是钠)质量分数高,锅炉燃用时受热面存在严重的结渣和沾污问题[3-5]。对于新建机组可以采用降低炉膛热负荷等措施提高锅炉对准东煤的适应性,提高准东煤燃用比例[6-7];而大量在役机组普遍采用掺烧低钠煤方法[8]。准东及周边地区低钠煤储量有限、煤价高,而外运低钠煤进疆成本高昂。目前,向炉内加入防结渣添加剂是实现在役锅炉全烧准东煤的可行方案之一。本文利用一维火焰炉模拟实际锅炉燃烧条件,对多种添加剂不同添加比例下的防结渣效果进行了测试。通过对结渣探针上渣样的进一步分析测试,探究添加剂的防结渣机理,为后续实际锅炉进行防结渣添加剂现场工业试验提供基础数据。1试验样品及方法1.1试验煤种及防结渣添加剂本试验采用神华五彩湾煤作为典型试验煤种,其灰成分分析见表1。由表1可见,准东煤灰中酸性氧化物较低,碱性氧化物尤其是Na2O质量分数远高于普通烟煤。现有研究已证实...  (本文共6页) 阅读全文>>