旋流燃烧器结构优化对炉膛内烟气组分生成特性的研究

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旋流燃烧器作为当前燃煤电站锅炉所采用的主要燃烧设备,其结构形式对锅炉燃烧效率、炉膛内烟气组分变化以及NOx等污染物排放都起到至关重要的作用,为了适应我们国家环境保护新标准以及提高燃煤锅炉运行经济性的要求,以现有的旋流燃烧器结构形式作为基础进行优化,通过数值模拟技术模拟旋流燃烧器结构优化后对炉膛内烟气组分生成特性的影响分析,得出在燃用不同煤种和不同燃烧工况下,旋流燃烧器最优的结构优化方式,本文的主要工作内容如下:(1)通过气相湍流模型采用可实现的k-ε模型、气固两相模型采用拉格朗日随即轨道模型,辐射换热计算采用P-1辐射模型,挥发分燃烧采用混合分数PDF方法对旋流燃烧器结构优化后的炉膛内烟气组分进行数值模拟分析,主要对炉膛内烟气的速度场、温度场、NOx和CO等主要参数进行模拟分析。(2)本文对燃用烟煤和贫煤两种不同结构的旋流燃烧器进行优化研究,通过增设稳燃齿、旋流燃烧器四次风通道等方式,研究旋流燃烧器结构优化后在不同工况下的煤种适应性,改变风量和旋流强度等配风条件及燃烧调整手段,寻找可以对燃煤锅炉实际运行过程中具有指导意义的最佳运行工况。(3)在30MW热态试验台上,进行多工况的燃烧试验,在炉膛内和尾部烟道设置测点,测量NOx、CO和飞灰含碳量等锅炉主要运行参数数据,分析旋流燃烧器结构优化后,对实际运行工况的影响,验证数值模拟计算的准确性,为以后的工程实际应用提供借鉴和参考依据。(4)总结数值模拟计算数据和实际测量数据,分析对比后认为增设稳燃齿可以进一步加强旋流燃烧器的煤粉浓缩效果,有利于降低NOx生成量,在旋流燃烧器增加四次风通道,可有效扩大旋流燃烧器的煤种适应性,丰富运行时的燃烧调整手段。
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