1820t-h超臨界鍋爐屏式過(guò)熱器超溫研究.pdf

1、超臨界鍋爐的特點(diǎn)是具有較高的發(fā)電效率、排放污染物較少以及調(diào)峰的便利性等。超臨界鍋爐固然擁有自身的優(yōu)勢(shì)，然而在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，由于高溫高壓的蒸汽環(huán)境、強(qiáng)度有限的管壁材料以及管內(nèi)壁長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致的結(jié)垢等現(xiàn)象，超臨界鍋爐過(guò)熱器壁面隨之發(fā)生超溫問(wèn)題。
　　本文的研究對(duì)象是某電廠額定蒸發(fā)量為1820t/h的超臨界鍋爐，利用數(shù)值模擬的方法對(duì)屏式過(guò)熱器區(qū)域在不同工況下的溫度場(chǎng)進(jìn)行對(duì)比分析。本文模擬爐膛內(nèi)部的氣相湍流流動(dòng)時(shí)，運(yùn)用的模型是Reali

2、zable k-ε模型;在處理跟蹤煤粉顆粒的問(wèn)題上，則采用了隨機(jī)軌道模型;在模擬爐膛內(nèi)部的氣相湍流燃燒時(shí)，運(yùn)用混合分?jǐn)?shù)—概率密度函數(shù)(PDF)模型;在處理?yè)]發(fā)份的析出問(wèn)題時(shí)，則采用了雙步競(jìng)相反應(yīng)速率模型;在模擬焦炭的燃燒問(wèn)題時(shí)，運(yùn)用動(dòng)力學(xué)/擴(kuò)散控制反應(yīng)速率模型;模擬輻射傳熱問(wèn)題上，采用的是P-1輻射模型。
　　在選擇合理的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)上，本文模擬了原始工況下?tīng)t膛內(nèi)部和屏式過(guò)熱器區(qū)域的流場(chǎng)以及溫度場(chǎng)，并且在不同工況下，分別模擬研究了

3、過(guò)量空氣系數(shù)以及一次風(fēng)和二次風(fēng)配比改變的情況下，爐膛不同位置的溫度場(chǎng)分布以及屏式過(guò)熱器區(qū)域的溫度場(chǎng)分布。
　　在原始工況最大連續(xù)蒸發(fā)量工況下，沿著爐膛高度的方向，屏式過(guò)熱器區(qū)域的溫度場(chǎng)變化呈現(xiàn)出先升高后降低最后再次升高的變化規(guī)律，溫度的最高點(diǎn)出現(xiàn)在管屏的下端，位置約在管屏的彎頭處;對(duì)于單個(gè)管屏而言，由外管圈至內(nèi)管圈，各管屏的平均溫度出現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)。沿著管屏高度的方向，隨著煙氣溫度的下降，煙氣對(duì)管子的影響逐漸減弱，管屏區(qū)域的溫度

4、就出現(xiàn)了下降趨勢(shì)。
　　對(duì)于過(guò)量空氣系數(shù)而言，盡管一定程度增加過(guò)量空氣系數(shù)為1.15時(shí)有利于煤粉的完全燃燒，但同時(shí)提高了爐膛溫度水平，導(dǎo)致屏式過(guò)熱器區(qū)域出現(xiàn)較大面積的高溫區(qū)，使屏式過(guò)熱器發(fā)生超溫現(xiàn)象;當(dāng)過(guò)量空氣系數(shù)繼續(xù)增大為1.25時(shí)，爐膛整體溫度水平開(kāi)始下降，屏式過(guò)熱器區(qū)域的高溫區(qū)也逐漸減小，可以有效避免管段發(fā)生超溫現(xiàn)象。所以，過(guò)量空氣系數(shù)的選擇應(yīng)該考慮高效燃燒和避免屏式過(guò)熱器超溫的綜合效果。
　　對(duì)于一次風(fēng)和二次風(fēng)配比而