摘要(Abstract):
为了缓解燃煤锅炉掺混燃烧准东煤引发结焦的问题,对某330 MW燃煤锅炉结构参数和满负荷运行参数进行数值模拟,研究理论切圆直径、一次风率、掺混准东煤比例等运行参数对炉内温度、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NO_x)分布的影响。结果表明:当理论切圆直径从580 mm增至1 365 mm时,主燃区温度降低,屏底热力学温度降低27 K,C层燃烧器以下区域CO生成量增加,C层燃烧器以上区域CO生成量减少,出口一氧化氮(NO)排放量减少24.1%;当一次风率从20%增至35%时,炉内整体温度升高,屏底热力学温度上升32 K,CO生成量减小,出口NO排放量增加69.8%;当掺混准东煤质量分数从50%增至90%时,炉内整体温度升高,屏底热力学温度上升17 K,CO生成量减少,出口NO排放量减少9.9%;推荐的运行参数为理论切圆直径为900 mm,一次风率为25%,掺混准东煤质量分数为70%。
关键词(KeyWords): 燃煤锅炉;结焦;理论切圆;一次风率;准东煤;数值模拟
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目(22178298)
作者(Author): 吴雪佼,魏博,刘坤朋,王建江,陈丽娟
DOI: 10.13349/j.cnki.jdxbn.20230313.001
参考文献(References):
[1] CHEN Y,LUO Z Y,FANG M X,et al.Migration and trans-formation of sodium during staged coal combustion of Zhundong coal and influence of carbon coating[J].Fuel Processing Technology,2020,203:106382.
[2] HAN T,WANG C A,SUN R J,et al.Experimental study on ash deposition of Zhundong coal in oxy-fuel combustion[J].Journal of the Energy Institute,2019,92(6):1697.
[3] LIU Z,LI J B,WANG Q H,et al.An experimental investigation into mineral transformation,particle agglomeration and ash de-position during combustion of Zhundong lignite in a laboratory-scale circulating fluidized bed[J].Fuel,2019,243:458.
[4] LIU Y C,FAN W D,WU X F,et al.Chlorine-induced high-temperature corrosion of boiler steels combusting Sha Erhu coal compared to biomass[J].Energy & Fuels,2018,32(4):4237.
[5] 姜剑锋,钱静.锅炉受热面的结灰机理和吹灰器的设置[J].锅炉制造,2003(4):25.
[6] 周顺文,崔海娣,郑晓军.燃用准东高碱煤锅炉防结渣研究[J].锅炉制造,2020(5):4.
[7] 吕俊复,史航,吴玉新,等.燃用准东煤过程中碱/碱土金属迁移规律及锅炉结渣沾污研究进展[J].煤炭学报,2020,45(1):381.
[8] HUI S E,LYU Y,NIU Y Q,et al.Experimental comparative study on ash fusion characteristics of Ningdong coal under oxidizing and reducing atmosphere by means of SiO2-Al2O3-(CaO+MgO+Na2O+K2O) pseudo-ternary diagrams[J].Fuel,2019,258:116137.
[9] 国家发展改革委,工业和信息化部,国家能源局.中国制造2025:能源装备实施方案[J].中国产经,2016(6):13-14.
[10] 李鹏,曾琦,李东本.燃用准东煤锅炉设计优化建议[J].华电技术,2015,37(6):69-71.
[11] 李楠,姚伟,赵勇纲,等.相图法在准东高钠煤掺烧研究中的应用[J].热力发电,2016,45(1):53.
[12] 赵盼龙,阎维平,董永胜,等.电站锅炉屏底结渣的影响因素及预防措施[J].电站系统工程,2014,30(6):31-32.
[13] 赵斯楠,黄建军,党岳,等.一次风假想切圆大小对四角切圆锅炉燃烧的影响研究[J].锅炉技术,2020,51(6):50.
[14] 程凯.600 MW混煤掺烧锅炉燃烧特性研究[D].保定:华北电力大学,2019.
[15] 中华人民共和国环境保护部.锅炉大气污染物排放标准:GB 13271—2014[S].北京:中国标准出版社,2014.
[16] 潘维,池作和,斯东波,等.四角切圆燃烧锅炉炉膛网格生成方法的研究[J].动力工程,2005,25(3):359.
[17] 屈广林.660 MW超超临界四墙切圆锅炉燃烧特性数值模拟[D].南昌:南昌大学,2018.
[18] HILL S C,SMOOT L D.Modeling of nitrogen oxides formation and destruction in combustion systems[J].Progress in Energy and Combustion Science,2000,26(4/5/6):423.
[19] DE SOETE G G.Overall reaction rates of NO and N2 from fuel nitrogen[J].Symposium(International) on Combustion,1975,15(1):1093.
[20] SPINTI J P,PERSHING D W.The fate of char-N at pulverized coal conditions[J].Combustion and Flame,2003,135(3):312.
[21] 方庆艳.燃烧数值模拟方法与应用[M].北京:中国电力出版社,2017.
[22] 何陆灿,周振华,陈国庆,等.运行参数对锅炉屏底横截面温度场的影响[J].热力发电,2021,50(6):88.