王松浩

(大唐华东电力试验研究所， 合肥 230000)

煤在燃烧过程中排放的NOx对环境及人类自身的危害极其严重，且火力发电量每增加100亿kW·h，NOx的排放量将增加2.9～3.8万t[1]，因此GB 13223—2011 《火电厂大气污染物排放标准》规定了现有火电锅炉更加严格的排放浓度限值。笔者基于NOx的生成原理，采取空气分级燃烧技术用来降低NOx生成量[2]，以达到低氮燃烧，采用空气分级燃烧技术的主要目的是造成主燃区还原性气氛，同时降低主燃区的燃烧温度[3]。

1　计算模型

锅炉主要尺寸见表1，锅炉热力特性见表2，燃烧器布置见图1,旋流燃烧器示意图见图2,燃尽燃烧器见图3，烟煤的性质见表3。

表1　锅炉主要尺寸

表2　锅炉热力特性

表3　烟煤性质

图1燃烧器布置

图2　旋流燃烧器示意图

图3　燃尽燃烧器示意图

旋流燃烧器共8个，分2层布置；燃尽燃烧器共6个，单层布置于旋流燃烧器的上方。旋流燃烧器具有中心风、一次风、内二次风、外二次风。燃尽燃烧器有内二次风、外二次风。旋流燃烧器的中心风和一次风是直流风，内二次风和外二次风是旋流风；燃尽燃烧器的内二次风是直流风，外二次风是旋流风。

2　数值模拟

2.1 网格划分

(1) 用Proe画出炉膛物理模型的三维图，输出stp文件。

(2) 将stp文件导入到Ansys，对炉膛物理模型进行网格划分，见图4。网格采用结构网格划分，为四面体网格，网格总数为300多万个。

图4　炉膛网格

(3) 定义炉膛物理模型的边界条件，设定空气进入燃烧器采用velocity-inlet进口，煤粉颗粒进入燃烧器采用mass-flow-inlet进口，出口采用pressure-outlet进口，炉膛壁面采用wall类型。……