郭永红, 白 涛, 孙保民, 康志忠, 刘建全

(华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室,北京 102206)

目前,由于煤炭市场供应紧张,电站锅炉燃用煤种多变且煤质持续下降.由于实际燃用煤质偏离锅炉设计要求较多,有相当数量的锅炉出现炉内中心温度低、燃烧稳定性差、锅炉飞灰和炉渣含碳量高,运行中易出现灭火等问题.尤其是燃煤煤质变差后造成的飞灰和炉渣含碳量升高,严重影响了锅炉运行的经济性和安全性[1].

以某电厂一台200 MW机组锅炉为例,当机组有效利用小时数为5900 h,灰渣含碳量由6%升高到15%时,一年将多耗煤2650～5520 t.按每吨原煤450元计算,一年多支出119.25～248.58万元,这将大大增加了电厂运行成本.因此,降低炉渣含碳量对电厂安全经济运行有着重要意义[2].

本文以某电厂一台300 MW四角切向燃烧锅炉由于燃烧煤质变差在运行中出现的燃烧不稳定以及炉渣含碳量过高的问题为研究对象,提出改造燃烧系统来提高燃烧稳定性和降低炉渣含碳量.通过对改造前、后炉膛内燃烧情况进行数值模拟,研究改造前、后炉内的速度场、温度场和炉内气体组分浓度场的变化对炉膛内燃烧情况以及冷灰斗内煤粉质量浓度的影响,预测改造方案的效果与可行性.

1 研究对象及改造方案

1.1 研究对象

电厂采用SG-1025/17.5-M888型自然循环、四角切圆燃烧煤粉炉,亚临界、中间再热、单炉膛平衡通风,全钢架悬吊结构.采用WR型直流燃烧器分四层布置于炉膛四角.每角布置4层……