2014年第6期（总第381期）
节能
ENERGYCONSERVATION
-35
四角切园煤粉锅炉局部富氧燃烧技术仿真研究
向寓华12，张家元
（1.湖南化工职业技术学院，湖南株洲4120042.中南大学能源科学与工程学院，湖南长沙410083）
摘要：某公司170t/h四角切圆煤粉锅炉运行过程中发现排烟飞灰含碳量及NO，浓度高、煤粉燃烧效率低、炉堂壁易结焦等问题，为此在浓淡燃烧技术的基础上提出用富氧风作为炉顶燃尽风和贴壁风的分级燃烧新思想，借助Fluent仿真软件，对工况前后煤粉锅炉炉内速度场、温度场及煤粉颗粒轨迹进行数值仿真计算与调整。结果表明，调整后的四角切圆煤粉锅炉采用富氧局部助燃技术，可有效改善
炉内动力场特性，提高炉内燃烧的稳定性能，对降低NO，的排放浓度有看非常积极的作用。关键词：煤粉锅炉；富氧局部助燃；数值模拟；NO
中图分类号：TK227.1文献标识码：B文章编号：1004-7948(2014)06-0035-03 doi :103969/j. issn. 1004 7948. 2014. 06. 009
引言
煤粉炉是以粉煤为燃料的锅炉设备，四角切
圆煤粉燃烧方式以其具有良好的动力学条件以及然烧效率高等特点，广泛应用于国内电站煤粉锅炉燃烧。为了控制氮氧化物NO、污染物的生成与排放，改善与提高采用燃用贫煤或劣质烟煤时的燃烧效率，提高低负简下燃烧的稳定性，国内外研究机构进行了大量的试验研究，提出了浓淡燃烧1、分级燃烧[2-31及富氧燃烧[4-51等先进燃烧技术。
某铝业公司热电厂170t/h四角切圆燃烧煤粉锅炉运行过程中，尤其是燃煤质量变差情况下会经常出现煤粉燃烧效率低、NO、排放浓度高、炉内结渣及高温腐蚀严重、低负荷稳燃能力差等各种经济性和安全性问题，严重阻碍生产的正常运转。为解决上述生产间题，作者在浓淡燃烧技术的基础上，提出了采用富氧风作为炉顶燃尽风和贴壁风分级燃烧6-7的富氧局部助燃技术，结合四角切圆锅炉燃烧特点，利用Fluent商业软件，对四角切圆燃烧煤粉锅炉局部富氧助燃燃烧工况前、后过程速度场及温度场及煤粉颗粒运动轨迹情况进行数值模拟仿真计算与调馨整。结果表明，米用富氧局部助燃技术的四角切圆煤粉锅炉，对煤粉锅炉运行工况进行适当调整后，能有效改善炉内动力场特性，对提高
基金项目：湖南省教育厅科技项目（项目编号：13C233）
炉内燃烧的稳定性、降低NO、等污染物的排放浓
度有着非常积极的作用。 1仿真计算工况
仿真研究对象炉膛结构简图及内切圆示意图如图1、图2所示。该炉设计燃用贫煤，采用均等配风燃烧器，燃烧器喷口有4组7层煤粉以及空气喷口，分别是2层一次风煤粉喷口、3层二次风喷口（其中1层为贴壁风喷口）、2层富氧风喷口，整个解析区域网格划分为多块非均勾结构化网格，计算网格数共计148756个网格，贴壁处采用3层加密网格，调整前后工况数值模拟参数如表1所示。
6450
27000 A
11500 立
8300
上富氧风一（燃尽风）下富氧风（贴壁风）一燃烧器
4000
图1炉膛立面示意图（单位mm）