燃用准东高钠煤锅炉结焦问题分析与改进研究

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1、图书分类号：U.D.C.:工程硕士学位论文燃用准东高钠煤锅炉结焦问题分析与改进研究硕士研究生：许贺导师：吕太教授申请学位级别：工程硕士专业领域：动力工程所在单位：能源与动力工程学院答辩日期：2015年3月授予学位单位：东北电力大学ClassifiedIndex:U.D.C.DissertationfortheMaster’sDegreeofEngineeringAnalysisandImprovementoftheBoilerFueledwithZhundongHighSodiumcoalCokingProblemsCandidate：XuHeSupervisor：LvTaiAcad

2、emicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：PowerEngineeringDateofOralExamination：Mar.2015University：NortheastDianliUniversity摘要燃煤锅炉结焦是影响锅炉安全和经济运行的重要问题。结焦产生的主要原因有：炉内温度分布不均、炉内速度分布不均、炉内还原性气氛过高以及所燃煤质灰熔点过低等。新疆准东地区蕴藏高钠煤，由于煤中钠的赋存使得该煤种灰熔点较低，我国新疆地区电站锅炉结焦现象普遍存在，严重影响该地区电站锅炉的安全经济运行。本文以中国华电集团新疆分公司某厂

3、#1机组锅炉为例，针对该锅炉上层主燃区严重结焦的问题，采用试验与FLUENT模拟相结合的方法，对现场运行工况，两种不同配风方式下的炉内燃烧特性、温度分布特性、动力特性以及组分分布特性进行了分析研究。研究表明：优化前稳定运行时炉内火焰充满度较高，温度分布与速度分布呈“蝴蝶型”，且上层主燃区CO浓度较高，还原性气氛较强。采用改变上层燃烧器一、二次风配风方式对炉内燃烧进行优化调整。燃烧优化调整后上层燃烧器区域CO浓度大幅降低，且上层燃烧器区域速度分布与温度分布相对收缩，抑制结焦产生效果显著。结合燃烧优化调整试验与数值分析结果，为增强一次风刚性，采用了一次风侧加装侧二次风的燃烧器改造方案。并

4、在改造前对该炉的改造效果进行了数值模拟分析。对改造前后330MW与260MW共4个工况下，炉内速度场、温度场以及组分场的分布情况进行数值模拟与分析。结果表明：改造后炉内一次风射流刚性增强，炉内速度场分布集中，温度场分布均匀，氧量场分布趋势及浓度场与改造前基本一致，上层主燃烧区域CO浓度场较改造前有较大幅度降低。数值计算与分析结果为燃烧器改造预期效果评价提供了一定理论支持，对同类型锅炉机组采用相似的燃烧器优化改造具有一定的参考价值。关键词：结焦；四角切圆锅炉；燃烧器；侧二次风；数值模拟IAbstractCokingofcoal-firedboilersareimportantissue

5、sthataffectthesafetyandeconomicoperationoftheboiler.Cokecancausesuperheatedsteamtemperatureriseandcausesuperheatedsteamtemperature,reheatsteamtemperaturebywarmwatertoopenalarge,softdrinksandevenleadtopipebursting.Themainreasoncokeproducedare:theunevendistributionofthefurnacetemperature,furnacev

6、elocitydistributionisuneven,toohighareducingatmosphereinthefurnaceandthecoal-ashmeltingpointistoolowquality.Xinjiangregionmorehigh-sodiumcoaldistribution,duetotheoccurrenceofcoalmakesthislowersodiumcoalashmeltingpoint,resultinginChina'sXinjiangpowerboilercokingwidespread,seriousimpactonthesafeo

7、perationoftheareaoftheboiler.Thispaperaimingat330MWTangentiallyFiredBoilerBurnerlayeredarrangementupperprimarycombustionzoneseriouscokeproblemusingFLUENTsimulationexperimentwithacombinationofmethods,forBMCRruntimeconditions,withth