1000mw等级w火焰锅炉燃烧特性数值模拟研究

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1、硕士学位论文（工程硕士）1000MW等级W火焰锅炉燃烧特性数值模拟研究STUDYONNUMERICALSIMULATIONOFCOMBUSTIONCHARACTERISTICSOF1000MWDOWNSHOTBOILER张晓龙哈尔滨工业大学2016年10月万方数据国内图书分类号：TK224学校代码：10213UDC：621.1密级：公开工程硕士学位论文1000MW等级W火焰锅炉燃烧特性数值模拟研究硕士研究生：张晓龙导师：赵义军副教授副导师：李京元高级工程师申请学位级别：工程硕士学科、专业：动力工程所在单位：北京巴布科克·威尔科克斯有限公司答辩日期：2016年10月授予学位单位：哈

2、尔滨工业大学万方数据ClassifiedIndex:TK224UDC:621.1DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONNUMERICALSIMULATIONOFCOMBUSTIONCHARACTERISTICSOF1000MWDOWNSHOTBOILERCandidate:ZhangXiaolongSupervisor:Prof.ZhaoYijunViceSupervisor:Prof.LiJingyuanAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:Pow

3、erEngineeringAffiliation:BABCOCK&WILCOXBEIJINGCOMPANYLTD.DateofDefense:October,2016Degree-Offering-Institution:HarbinInstituteofTechnology万方数据哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要低挥发分煤特别是无烟煤燃烧锅炉的高参数化和大容量化在未来相当长时间内仍然是发展趋势，锅炉炉膛燃烧过程数值模拟技术在超临界锅炉的设计制造中非常重要，直接反映了锅炉运行安全及效率。本文针对北京巴威公司正在研发的1000MW等级W火焰锅炉进行数值模拟，对炉内燃烧特性进行分析

4、，同时对新结构设计的合理性进行分析。由于1000MW等级W火焰锅炉的设计基于600MW，因此，先对600MW进行数值模拟，通过锅炉运行实测数据验证模拟的准确性，在此基础上对1000MW进行模拟，对比600MW和1000MW炉内燃烧特性，对新结构设计进行合理性分析，结论如下：（1）沿炉膛宽度方向各截面速度场基本对称，速度场对称性存在一定差异。炉内温度场总体上呈“W”形状，同时存在一定程度偏斜。氧浓度场分布均匀，沿炉深方向氧浓度场呈现两边高、中间低的分布趋势。（2）错列布置的燃烧器中心轴线截面上，在两个燃烧器之间形成回流，可以卷吸附近高温烟气至回流区，有助于煤粉气流着火。由于台阶拱的

5、存在，截面上两个燃烧器喷口不在同一平面内，风粉混合物以相同的速度喷射入炉膛，经速度衰减，靠近炉膛中心的气流速度小于另一只燃烧器，自然形成了涡流。燃烧器错列布置有利于流场均匀分布，使煤粉和空气混合物充分混合充满炉膛。（3）对比600MW和1000MW等级W火焰锅炉燃烧过程，1000MW气流速度略小。沿炉宽方向各截面，1000MW速度偏差小，这说明1000MW炉膛具有更好的流场。对比温度场，1000MW炉膛内烟气温度比600MW低约100K。沿炉宽方向1000MW温度偏差比600MW小，对比上炉膛，1000MW温度场分布比600MW更加均匀，在炉膛内充满度较好，温度衰减更慢，这样有利

6、于燃烧的稳定和燃尽。对比氧浓度分布，600MW在冷灰斗底部区域氧浓度低于1000MW，在上炉膛高于1000MW。600MW在下炉膛燃烧剧烈，而1000MW在下炉膛火焰位置偏上，在上炉膛OFA喷口附近继续消耗氧气，可以有效减少NOx排放，减少下炉膛结焦。沿炉宽方向各截面，1000MW氧浓度偏差小于600MW。1000MW炉膛出口氧浓度为4%~6%，热损耗q2+q3+q4在经济范围之内，因此锅炉效率更高。关键词:1000MW；W火焰锅炉；燃烧特性；数值模拟-I-万方数据哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractHighparameterizationandlargecapacit

7、yoflowvolatilecoal,especiallyanthracitecombustionboiler,isstillatrendinthefutureforalongtime.Numericalsimulationofboilercombustionprocessisveryimportantinthedesignandmanufactureofsupercriticalboilers.Itdirectlyreflectstheboilerrunningsafetyan