燃煤锅炉炉内燃烧及结焦特性研究

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1、分类号TK22密级单位代号10256学号15101027硕士学位论文DissertationforMaster’sDegree燃煤锅炉炉内燃烧及结焦特性研究学位申请人：章琪指导教师：仇中柱教授学科专业：动力工程及工程热物理热能工程学位类别：工学硕士所属院系：能源与机械工程学院2018年3月分类号TK22密级单位代号10256学号15101027上海电力学院硕士学位论文燃煤锅炉炉内燃烧及结焦特性研究学位申请人：章琪指导教师：仇中柱教授学科专业：动力工程及工程热物理热能工程学位类别：工学硕士论文定稿日期：2018年3月摘要燃煤锅炉炉内燃烧及结焦特性研究摘要炉膛结焦问题是锅炉运行过程中较为常见而且

2、较难解决的问题，严重影响锅炉的安全性以及经济性。本文针对一台1000MW四角切圆塔式燃煤锅炉燃烧器区域存在的严重结焦问题，运用FLUENT软件对炉内燃烧进行了三维稳态数值模拟研究。将实测温度与数值模拟结果进行了对比，误差在允许误差范围之内，验证了数值模拟结果。建立了结焦模型，将大于煤灰软化温度并撞击到壁面的颗粒视为结焦颗粒，以结焦颗粒质量占总颗粒质量的百分比作为判断锅炉水冷壁结焦程度的依据。本文采用数值模拟方法重点研究了煤粉粒径、锅炉负荷、二次风配风方式及煤粉颗粒孔隙率对炉内结焦和飞灰含碳量的影响，对结焦程度和结焦原因进行了详细地研究分析。结果表明：采用广义回热技术，提高了一次风、二次风温度

3、，从而提高煤粉颗粒温度和燃烧效率，可以很大程度上解决燃用易结焦煤时低负荷下水冷壁结焦较严重以及飞灰含碳量过高的问题；正宝塔配风下，相比均等配风、倒宝塔配风和缩腰配风，水冷壁结焦情况较轻微、飞灰含碳量较低，所以该锅炉的配风方式建议选用正宝塔配风；煤粉颗粒的温度越高，煤粉颗粒的孔隙率就越高，飞灰含碳量也就越低、锅炉水冷壁也就越不易结焦，所以在有防止喷口爆燃措施的情况下，应该尽量提高煤粉颗粒的初始温度。本文的研究成果为燃煤锅炉的运行实践、设计以及改造提供了依据。关键词：四角切圆燃煤锅炉，水冷壁结焦，飞灰含碳量，数值模拟IABSTRASTRESEARCHONCOMBUSTIONANDSLAGGING

4、CHARACTERISTICSOFCOAL-FIREDBOILERABSTRACTThefurnaceslaggingproblemisacommonanddifficultprobleminboileroperation,whichaffectsthesafetyandeconomyofboileroperation.Takinga1000MWtangentiallytowertypecoal-firedboilerasanexample,againstseriousslaggingproblemintheburnerregion,3-Dsteadynumericalsimulationo

5、ncombustionintheboilerwascarriedoutwithFLUENTSoftware.Theerrorbetweenthemeasuredtemperatureandthenumericalsimulationresultswaswithintheallowableerrorrange,whichverifiedtheresultsofnumericalsimulation.Amodelofslaggingwassetup.Theparticleswhosetemperatureismorethanthesofteningtemperatureofcoalashandw

6、hichimpactwallareregardedasslaggingparticles.Thepercentageoftheslaggingpulverizedcoalparticlesmassofthetotalpulverizedcoalparticlesmassisasabasisforjudgingthedegreeofslaggingoftheboilerwaterwall.Thispaperfocusedontheinfluenceofpulverizedcoalparticlesize，boilerload,thesecondaryairdistributionandthep

7、orosityofcoalparticlesontheslaggingandflyashcarboncontentinthefurnacewithnumericalIII上海电力学院硕士学位论文simulation.Thedegreeandthecauseoftheslaggingwereanalyzedindetail.Itisfound,(1)applyinggeneralizedregenerative