6MW生物质发电机组炉内冷态流场的研究.pdf

硕士论文 6MW生物质发电机组炉内冷态流场研究 摘 要 基于节能减排的基本国策，国家发改委提出了电力工业结构调整的要求，对小火 电机组实行关停或改造。某电厂原2样机组，容量为6MW，配备35t／h抛煤机倒转链条 炉排燃煤锅炉，原设计燃料为淮南大通烟煤，改造后拟采用生物质燃料。本文的工作 目标是：针对生物质燃料的特点，拟定锅炉燃烧系统的改造方案，并在方案实施后完 成锅炉的冷态调试。 在计算原设计煤种和生物质燃烧特性参数的基础上，通过对比发现两种燃料的燃 烧特性相差很大，所以必须对机组的燃烧系统尤其是配风系统进行改造。本着不改动 锅炉受热面、尽量保留原有链条炉排和炉膛结构的原则，改造方案确定为：拆除原三 台抛煤机，抛煤口改为一次风口；加大二次风量(增加二次风喷口数目，并更换二次 风机)。 借助FLUENT软件模拟了抛煤口改为一次风口并加大二次风量后的炉内流场，模 拟结果表明：气流撞击后墙，后墙下侧流场不利于粒子沉降到炉排。 为了防止炉膛水冷壁结渣，并提高生物质燃料颗粒在炉排上的沉降份额，对前后 二次风射流角度进行了调整，借助FLUENT软件模拟了二次风角度调整后的炉内冷态 流场，对比分析后确认：前二次风水平、后二次风上仰45度时，炉内流场具有相对比 较合理的结构。确定二次风射流角度后，又模拟了不同风量配比条件下的炉内流场， 对比分析得到优选的风量配比条件。通过上述工作最终确定锅炉配风系统的改造方案。 配风系统改造方案实施后，对新系统的炉内冷态流场进行了实炉冷态测试的试验 研究，以数值模拟得到的各个风口速度为基准，在冷态试验中把各个风口的速度调节 到逼近于数值模拟的速度值。实际测量了炉内3个平面上的速度分布，并通过火花示 踪显示炉内实际流场，将火花示踪结果、实炉测试的结果和数值模拟的结果进行对比， 发现吻合得比较好，说明数值模拟的结果是可靠的，锅炉的改造方案是可行的。 数值模拟和冷态试验研究表明：改造后的二次风切入一次风主流位置比较合理， 炉内气流充满度较好，粒子在炉排上沉降均匀，在一定程度上减轻了火焰刷墙的程度。 炉内一次风正常无明显偏斜，炉膛出口处速度分布均匀，有利于提高燃烧效率、防止 水冷壁和过热器结渣。 关键词：生物质发电，锅炉改造，数值模拟，试验研究 Abstract Basedonthenationalof and emission energysavingpollutant policy andReformCommissionof toreform power Development China(NDRCC)proposed tocloseorrebuildsmallthermal No．2 s仃ucture，and powerplants．The industry required witha coalburned unitwith6MW and 35t／h outputequipped electricitygeneration power wasrenovatedbiomassfuel with stokersand stokers boilerspreader travelinggrate