第36卷第6期 2018年6月
可再生能源
Renewable Energy Resources
Vol.36 No.6 Jun.2018
某超超临界1000MW锅炉生物质与煤粉
混烧数值模拟及优化
吕洪坤1，齐晓娟"，童家麟，丁历威"，李剑」，叶学民2
（1.国网浙江省电力公司电力科学研究院，浙江杭州310014；2.华北电力大学能源动力与机械工程学院，河北保定071003）
摘要：文章以某电厂1000MW超超临界四角切圆煤粉锅炉为研究对象，研究了煤粉和生物质不同混烧比对炉整内温度场、燃料燃尽率和渣量的影响。研究结果表明：在炉膜整体输人热量近似相同的情况下，随着混烧比的增加，炉内温度场无明显变化：混烧生物质后，出口处的可燃物含量比单独燃烧煤粉时要低，当混烧比为 20%时，炉膛出口处的C0平均体积分数为0.06%，固体可燃物的含量为0.002kg/m；随着混烧比的增加，落人炉膛冷灰斗中的渣量逐渐增加，混烧比为20%的渣量比单独燃烧煤粉时增加了12倍。文章针对锅炉混烧煤粉与生物质时渣量过大的间题，进行了优化设计。优化方案一是将生物质投放在最上两层的制粉系统中进行燃
烧；优化方案二是将二次风总风量的5%增加到托底二次风处，两种优化方案的渣量均降低了85%以上。关键词：生物质：煤；混烧；数值模拟；优化设计
中图分类号：TK6文献标志码：A文章编号：1671-5292(2018)06-0791-06
0前言
随着化石燃料储量的减少以及人们对环境保护的重视，世界各国特别是发达国家加大了对可再生能源的利用。2014年，欧盟可再生能源所发电量占总发电量的27.5%，到2030年，这一比例将上升至50%。生物质具有资源丰富、可再生和分布地域产等优点，被认为是21世纪最有前途的绿色可再生能源之一。我国在生物质利用方面大大落后于发达国家，因此，大力发展生物质发电产业迫在眉睫围。
我国早期的生物质发电产业主要以直燃生物质发电为主，但直燃生物质发电受装机容量较小和初始投资额度较大的制约，规模化发展较为困难。与新建生物质锅炉进行直燃发电相比，利用改造后的大型燃煤电站锅炉进行生物质与煤混燃发电具有费用较低、受生物质燃料短缺影响较小等优势，是生物质能源化利用的新方向H7)。我国早期的有关生物质与煤混燃技术的研究主要基于炉运行经验和小型实验装置，大容量锅炉混燃技术的实际应用经验十分欠缺，仅在十里
收稿日期：2017-05-05
泉电厂5#机组(140MW)上有应用实例。目前，数值模拟已成为研究锅炉燃烧的一种有效途径，国内学者利用数值模拟软件对生物质与煤混燃展开研究。卢洪波对600MW四角切圆煤粉炉的混燃进行了数值模拟，得出了不同混燃比例对炉内流场、温度场的影响图。孙俊威对600MW超临界燃煤锅炉的生物质气体再燃进行了数值研究，得出了不同生物质气化气对炉膛出口温度、NO.和CO 含量的影响9。
目前，对生物质与煤混燃的研究略显不足，有关在大容量锅炉中混烧生物质与煤的可行性研究，鲜有报道。针对研究的不足，本文以某电厂 1000MW超超临界四角切圆塔式煤粉锅炉为研究对象，计算分析了煤粉和生物质不同混烧比对炉膛内温度场、燃尽率和渣量的影响，并在此基础上进行广优化设计，以期为大型锅炉混烧生物质
的实际应用提供参考。 1锅炉概况及数学模型 1.1锅炉概况
某电厂1000MW超超临界锅炉的几何模型
基金项目：教育部中央高校专项基金项目(13MS98）
作者简介：吕洪坤（1981-)，男，浙江新昌人，博士研究生，高级工程师，主要从事火电机组试验和节能减排方面的研究工作。
Email;372459136@qq-com
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