660 MW切圆燃烧塔式锅炉烟温偏差机理数值模拟
2021-09-03任利明张平安陈鑫科方庆艳
洁净煤技术 2021年4期
毛 睿,李 源,任利明,张平安,陈鑫科,马 仑,方庆艳
(1.润电能源科学技术有限公司,河南 郑州 450003;2.华中科技大学 煤燃烧国家重点实验室,湖北 武汉 430074)
0 引 言
我国目前主要的发电方式是火力发电,2020年我国火力发电量达53 302.5亿kWh,占全国发电总量的68.52%[1]。虽然近年我国清洁能源发电中,风电与水电等发电总量不断增长,但受限于调峰资源在供给双方的对接问题,弃电现象仍普遍存在[2-3]。在未来很长时间里,我国能源消费结构依然以煤炭为主[4]。
在大型燃煤电站中,塔式锅炉结构应用广泛,塔式锅炉中煤粉的燃烧形式通常为四角切园燃烧,该燃烧方式具有炉膛内火焰充盈度高、受热面加热均匀等优势[5-6]。四角切圆燃烧在Π型锅炉的应用与研究较多,主要问题集中在切圆旋流造成的流速不均和烟温偏差方面,将进一步造成受热管内汽温偏差与局部的超温爆管,引发锅炉运行的安全问题[7-9]。一般来说,塔式锅炉烟温偏差与汽温偏差相较于Π型锅炉都偏小,这主要是由于塔式锅炉的受热面布置在竖直烟道内,锅炉内高温烟气的流动更均匀。然而,塔式锅炉实际运行过程中仍存在烟温偏差较大等问题[10-11]。
相较直接试验法,数值分析方法在大型电站锅炉研究中具有投入成本低、效率高以及量化分析等优势。Tian等[12]模拟了某四角切圆Π型锅炉,发现炉膛上部烟气的残余旋转是水平烟道流场和烟温分布不均的主要原因。Zhou等[13]发现,锅炉负荷会增加水平烟道的烟温偏差。Park[14]等研究表明,适当调整燃尽风的水平摆角能改善主蒸汽温的偏差情况。……
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