在大型锅炉中使用CFD模拟来控制与灰有关的问题_精品文档Word文档下载推荐.doc

在大型锅炉中使用CFD模拟来控制与灰有关的问题_精品文档Word文档下载推荐.doc

《在大型锅炉中使用CFD模拟来控制与灰有关的问题_精品文档Word文档下载推荐.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《在大型锅炉中使用CFD模拟来控制与灰有关的问题_精品文档Word文档下载推荐.doc（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

尺寸（mm）和温度（度）在锅炉的换热区域。

h-高度；

w-宽度；

t-厚度；

d-跨度；

MT-金属温度

Fig.2

燃烧器布置。

（a）燃烧器方位布置;

（b）风箱立体设计。

（a）

（b）

三维几何造型用GAMBIT-一种FLUENT前处理器来制作。

等方向性的视角上来观察几何与网格系统，见Fig1。

网格系统包含了402852，在一个区域中使用六面体的网格，其他的使用四面体的网格。

在我们的研究中，结果用3种不同的网格的划分得到，而流动形式和轨迹是一致的。

Table2给出了再热，过热区域的信息。

燃烧器布置，定位，风箱设计，SOFA/CCOFA的细节，燃烧器喷口，燃料空气喷口和辅助空气喷口在Fig2中。

数值主要被用于建立正确的几何炉膛形状来给出转角，灰斗，炉膛壁定位。

Fig2b被用于建立不同燃烧器，它们都有分离的SOFA在A_D的不同燃烧器级上。

同时，CCOFA口在A和B两级有特殊的倾斜角度。

和SOFA与CCOFA一致，Fig2b中给出了辅助空气入口在Ａ－Ａ，Ｂ－Ｃ，Ｄ－Ｅ，Ｆ－Ｆ，煤粉入口和油入口在A-F上依照所给用作给出入口的几何形状。

模型的描述

数学计算模型被这里用到的是以商业CFD算子，FLUENT,用它来描述气体流动，在时间平均方程里：

总质量，动量，焓，和物质质量分数。

在粒子流方程用Lagrangian形式，同时流动的耦合列入到欧拉气流方程的源项。

标准K-e湍流模型，单一组分的PDF,同时还使用P1辐射模型。

煤粉粒子喷入炉膛从PA。

为了模拟离散流动，在连续流动中，24段入流在24个PA的入口处被定义了。

燃料混合入口被近似了，可用性分析数据对煤粉。

Table3简化了近似和可用性分析数据，这些都是用作提取混合物挥发份的元素组分。

燃烧计算开始于解决气体流动区域方程，在假定粒子都不参与的情况下。

这样的模拟会在迭代2000次后收敛。

以冷流计算，煤粉燃烧模拟进行了。

燃烧模拟是可行的，在使用很多总体设计参数之下，包括总体热传导率在炉膛中。

平均温度和O2质量分数在炉膛出口。

在目前的锅炉设计之下，总体热传导在锅炉里大约是610Mw,在低灰和高挥发煤粉中。

模拟的入口参数不设置成与实验得到的数值一致。

煤粉属性和低位发热量被假设出。

这些值在Table3中有显示。

挥发份的产出与数据一致。

虽然，锅炉安装了24个常规旋流形式的燃烧器，它们安装在炉膛的四角，当然，一般情况下，只有5组燃烧器在工作，有一组通常在待机。

粒子轨迹和温度分布被下面的方式来决定：

Case1（60%Kideco和40%Berau在A燃烧器关闭）

Case2（60%Kideco和40%Berau在F燃烧器关闭）

Case3（40%Kideco和60%Berau在F燃烧器关闭）

Case4（40%Kideco和60%Berau在A燃烧器关闭）

Case5（50%Kideco和50%Berau没有燃烧器关闭）

Case6（40%Kideco和60%Berau在B燃烧器关闭）

Case7（40%Kideco和60%Berau在C燃烧器关闭）

Case8（40%Kideco和60%Berau在D燃烧器关闭）

大家知道，随着切向燃烧锅炉的容量的变大，一系列的问题出现了。

气体温度偏差在上部炉膛出现，这就会导致了管道爆裂在再热和过热器上。

与很多研究者不同，他们研究了温度偏差后，致力于减少温度偏差，我们这里集中处理温度偏差会越来越大的原因。

使用模拟的方法，温度偏差被建立了。

粒子轨迹被预测，它们的时间和温度历史都在。

基于粒子轨迹，合适的燃烧器喷口被指出，这些都是温度偏差的最大影响。

一旦喷口出现了，增加的煤粉喷口将在真实锅炉中，用来减少成灰。

Table4

Case5（50%Kideco和50%Berau没有燃烧器关闭）

粒子轨迹，等温线和速度矢量在Case5中的情况由Fig3和4来表达，这样就建立了温度偏差在炉膛上部。

再者，预期速度矢量是有用的，在不规则的速度变化导致了不规则的吸收作用。

Table4给出了简化的观察对Case5中的每个燃烧器。

相似的观察被记录下来，它们的模拟和简化在Table5中详述。

通过这些观察，有结论是燃烧器喷口2D和2E粒子轨迹是平稳的。

在大多的情况下，燃烧器3E和4E中的粒子在左偏。

但是，1D和2F更多向右和平稳。

在TF锅炉，粒子在炉膛中流动，提供了足够的停留时间，对很小的粒子也是。

切圆燃烧系统，最高燃烧器到炉膛出口的距离，长时间的强力混合被观察，与燃烧器的工况有关。

Table5

简化粒子在所以工况下的轨迹

Table6

实验性运行状态

在粒子燃烧时，所有的燃料物质，除固定碳外，在燃烧器喉部1到2米就消耗完了。

而固定碳在炉膛中部，这些都被视作例子在温度传播从燃烧器喉部传播到炉膛中心。

在特定的高温度区域会扩展到燃烧器平面的A-F

在炉膛出口横截面处，气体温度是相当的标准在2墙之间，同时，平均温度偏差在2墙之间是50-100K。

这是前人的研究安排。

旋流的持续时间会影响气体温度偏差。

期望高速气体流从相对冷的前墙时，能导致温度偏差在2墙之间。

这些观察坚持弄清在每种工况下都对2墙的温度有最大影响的入口。

细究粒子轨迹和他们的近似对温度分布的影响，提供了基本的优化方法来控制排放物。

模拟结果提供有价值信息在粒子轨迹，温度和辐射热通量分布在炉膛内，包括了热传导区域。

上面的Case中表明了不同的燃烧器工况导致了不同粒子轨迹。

结果提供了视角进入怎样来优化燃烧器喷口，这些喷口可能给气体温度分布带来好处，同时，也会改善搞排放。

这些看法被用作进行试验，同时作为建模的后续工作，观察到的本地变化在气体排放温度和纠正方法在解决灰有关问题

试验观察观察在Fig5中被简化，给出了试验性的炉膛出口气体温度，还有省煤器进口温度，同时附上数据和时间。

时间平均试验性的炉膛出口气体温度在Graph1中。

最小炉膛出口气体温度在使用性情况下市1210度在7月7号那天，这时的功率是607.50MW，比较1221度在没有输入情况下Graph2.试验性的炉膛出口气体温度在测量辐射器的去口，或者对流区域的入口在折炎角区域被可用的红外系统。

这些工具的精度被报告在1%精度以内。

我们的模拟结果与测量值有很好的一致性在出口温度处。

同时平均绝对偏差是7%.

想要的组分在灰分中高于在煤粉中，表明过量的渗透很重要，同时未燃尽碳表明了减少的趋势Table7，说明结果是有效地。

省煤器入口温度在试验中一致下降，在最小气体温度在583.4度的时候，日期是7月9号，功率是612.51MW。

省煤器入口气体温度是605.5度在7月10号。

功率是614MW。

这些表明了再热和过热装置表面越清洁，传热效率越好。

可视化图形观察沉积物在过热器区域上，试验过程中，过热器沉积物的量会变少，在喷口3号进行了4天的过量喷入后（Fig7）。

尤其在7月10号，管道表明开始打开，这说明更少的灰分的排放，同时增加了底层灰的排放。

这个表明了过量的工况下，不但可以减少成渣，也可以减少沉积物强度。