煤粉燃烧数值计算壁温边界条件设定方法研究

《煤粉燃烧数值计算壁温边界条件设定方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、煤粉燃烧数值计算壁温边界条件设定方法研究薛宁，姚伟西安热工研究院有限公司，陕西西安７１００３２［摘要］对煤粉锅炉炉内传热进行了大量的数值模拟，给出了壁面边界条件的设定方法，同时对炉膛受热面壁面热阻、壁温参数与锅炉燃煤结渣指数、炉膛热负荷参数、炉膛特征尺寸等建立了关联。实算检验表明，用本方法设定边界条件的计算结果与实测和标准方法符合较好。［关键词］锅炉；燃烧；壁温；炉膛；壁面边界；壁面热阻［中图分类号］ＴＫ２２３．２１［文献标识码］Ａ［文章编号］１００２３３６４（２０１１）０２００１５０４［犇犗犐编号］１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２３３６４．２０１１．０２．０

2、１５犛犜犝犇犢犗犖犛犈犜犜犐犖犌犕犈犜犎犗犇犗犉犅犗犝犖犇犃犚犢犆犗犖犇犐犜犐犗犖犉犗犚犉犝犚犖犃犆犈犠犃犔犔犜犈犕犘犈犚犃犜犝犚犈犅犃犛犈犇犗犖犖犝犕犈犚犐犆犃犔犆犃犔犆犝犔犃犜犐犗犖犗犉犅犝犚犖犐犖犌犘犝犔犞犈犚犐犣犈犇犆犗犃犔犐犖犜犎犈犉犝犚犖犃犆犈ＸＵＥＮｉｎｇ，ＹＡＯＷｅｉＸｉ’ａｎＴｈｅｒｍａｌＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏＬｔｄ，Ｘｉ’ａｎ７１００３２，ＳｈａａｎｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，ＰＲＣ犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｎｕｍｅｒｏｕｓｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｈａｖｅｂｅｅｎｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｆｏｒｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎａｎｄｈｅ

3、ａｔｔｒａｎｓｆｅｒｉｎｔｈｅｆｕｒｎａｃｅｏｆｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄｃｏａｌｂｏｉｌｅｒｓ，ａｎｄｔｈｅｓｅｔｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｂｏｕｎｄａｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｎｔｈｅｗａｌｌｓｕｒｆａｃｅｂｅｉｎｇｇｉｖｅｎ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐａｍｏｎｇｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｎｗａｌｌｓｕｒｆａｃｅｏｆｈｅａｔｉｎｇｓｕｒｆａｃｅｉｎｔｈｅｆｕｒｎｉｃｅ，ｔｈｅｗａｌｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｔｈｅｓｌａｇｇｉｎｇｉｎｄｅｘｏｆｆｕｅｌｃｏａｌｓｆｏｒｂｏｉｌｅｒｓ，ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅ

4、ｔｈｅｒｍａｌｌｏａｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｆｕｒｎａｃｅ，ａｎｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓｏｆｔｈｅｆｕｒｎａｃｅｅｔｃ．ｈａｓｂｅｅｎｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｈｒｏｕｇｈｐｒａｃｔｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｂｏｕｎｄａｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｅｔｂｙｔｈｅｓａｉｄｍｅｔｈｏｄｔａｌｌｉｅｓｗｅｌｌｗｉｔｈｔｈａｔｏｆｐｒａｃｔｉｃａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｏｆｓｔａｎｄａｒｄｍｅｔｈｏｄ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｂｏｉｌｅｒ；ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ；ｗａｌｌｔｅｍｐｅ

5、ｒａｔｕｒｅ；ｆｕｒｎａｃｅ；ｂｏｕｎｄａｒｙｏｆｗａｌｌｓｕｒｆａｃｅ；ｔｈｅｒｍａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｗａｌｌｓｕｒｆａｃｅ对煤粉锅炉燃烧进行模拟计算时，入口、出口边界件分定壁温、定热流密度、绝热３种形式，覆有卫燃带条件易确定，而锅炉水冷壁的壁面边界条件较难设定。的壁面需要按绝热边界处理。定热流密度边界条件需炉膛水冷壁一般设为无滑移、光滑壁面，而壁面边界条明确锅炉水冷壁各管排的工质流量与状态变化（压降犈犿犪犻犾：ｘｕｅｎｉｎｇ＠ｔｐｒｉ．ｃｏｍ．ｃｎ１５与温升）等，这要求锅炉水动力计算作支持，而且还要２范围，而后可根据计算结果，通过对２００～３００ｋＷ／ｍ

6、估计渣层的厚度、温度与热阻等，如对锅炉设计工况，数值计算的后处理获得。此处的重点在于热阻犚的可考虑使用定热流密度的边界条件，而对锅炉变工况获得。计算，定热流密度边界条件工作量大且无法有效提高本文将炉膛灰污层壁温与受热面的结渣程度联系计算的准确性。因此，锅炉燃烧模拟计算一般采用定起来，即用结渣程度指标估算灰污层壁温，再用锅炉热壁温边界条件，此处的壁温指锅炉水冷壁灰渣层表面负荷参数、燃煤结渣特性对炉膛水冷壁等受热面结渣温度，可根据相应管内工质性质、状态及结渣程度确程度进行定量预测。由于大容量锅炉炉膛尺寸均较定。壁面边界条件，涉及壁温与壁面黑度２个参数，只大，对炉膛各部分

7、受热面进行详细、准确结渣预测的困要确定其中一个参数，另一个则随之确定。难较大，因此，本文主要对锅炉燃烧器区和屏式过热器受热面区进行结渣预测和壁温定量分析，而其它区域１锅炉热力计算方法受热面壁温则进行适当估算。对８台６００ＭＷ机组锅炉进行了多组变工况燃烧《锅炉机组热力计算标准方法》（以下简称《标准方数值模拟计算，这些锅炉包括四角燃烧、墙式燃烧、双法》）对锅炉墙式及屏式受热面和对流过热器壁温的确切圆燃烧、Ｗ火焰燃烧、П型布置、塔式布置等，燃用定采用如下公式：煤种包括烟煤、无烟煤和褐煤等。通过设定不同壁温狋ｈ＝狋＋ε＋１犅ｊ（犙）（１）边界条件并将计算结果与锅炉设计热