微油点火燃烧器一级燃烧室结构数值模拟研究.PDF

基础研究 微油点火燃烧器 一级燃烧室结构数值模拟研究 池作和 ,孙公钢 中国计量学院 ,浙江 杭州 　3 100 18 [摘 要] 　利用计算机数值模拟方法对某厂微油点火燃烧器的一级燃烧室进行结构优化设计 , 以 Fluent 软件为平台 ,对一级燃烧室内煤粉 、空气以及油火炬混合物的气固两相耦合燃烧过 程进行了数值模拟研究 ,得到了在一定条件下最优的一级燃烧室结构参数 ,可为微油点火 燃烧器的实体试验和工业应用提供参考 。 [关 键 词] 　锅炉 ;燃烧器 ;微油点火 ;一级燃烧室 ;优化设计 ;数值模拟 [ 中图分类号] 　T K227 . 7 [文献标识码] 　A [文 章 编 号] 　1002 3364 (2007) 11 0020 05 　　我国电网容量不断增加 , 电网峰谷差不断扩大 ,在 用电低谷阶段 ,大容量机组被迫频繁起动调峰和低负 荷运行 ,大大增加了电站锅炉的点火及稳燃用油 。 微油点火与稳燃技术可以大幅度降低油耗 , 已经 成功应用于国内各大电厂燃用贫煤 、烟煤和褐煤的锅 炉 。本文在分析影响微油点火燃烧器一级燃烧室结构 尺寸的诸多因素基础上 ,对其点火过程中内部气固两 相流的燃烧进行了数值模拟 ,研究不同一次风风速和 煤粉浓度对一级燃烧室出口处煤粉燃烧状况的影响 , 并对一级燃烧室的结构进行了优化 。 图 1 　微油点火燃烧器结构示意 1 　微油点火燃烧器的原理 室的喷口能提供稳定的、热流密度大的高温火焰 。影 响一级燃烧室提供高温点火热源的主要因素有以下 3 微油点火燃烧器是利用机械雾化使燃油高强度燃烧 个方面 。 ( ) ( ) 图 1 ,燃烧形成的高温火焰使一部分煤粉温度迅速升高 1 燃油雾化燃烧功率决定了点燃煤粉热能的大 并着火燃烧 ,已经着火燃烧的这部分煤粉又与剩余煤粉 小 ,相应地决定了可点燃的煤粉量 。在一定的一次风 混合并将其点燃 。由于煤粉点火是分级进行的,主要利 速和煤粉浓度下 ,也初步确定了一级燃烧室的直径 。 用煤粉燃烧产生的热量 ,故可大量节省锅炉点火用油。 (2) 煤粉挥发分含量的高低 ,对微油点火影响较 性能良好的微油点火燃烧器应满足防结渣 、防磨 大 。煤粉挥发分含量越高 、一次风温越高 、煤粉越细 , 损 、防超温的要求 ,实现上述 目标的基础就是一级燃烧 则煤粉着火所需的热量越低 ,在相同点火燃油热功率 收稿 日期 : 　2007082 1 ( ) 作者简介 : 　池作和 1963 - ,博士 , 中国计量学院能源工程研究所教授 ,博士生导师 ,从事电站锅炉低污染燃烧和气固多相流测量等方面的研究 和教学 。 　 热力发电 ·2007 ( 11) 　　　 基础研究 条件下 ,点燃的煤粉量越多 。 燃烧火焰温度高达 1 900 K ,该火焰进入一级燃烧室后 (3) 为了给在一级燃烧室内的煤粉提供一个稳定 与煤粉和空气混合物发生动量和热量交换 ,提供点燃 燃烧的空间 ,避免二级煤粉过早与其混合 ,燃烧室的长 煤粉所需的热量 。为满足一级燃烧室点火需要 ,设定 度是优化设计时必须考虑的一个因素 。 微油出力为 40 k g/ h ,油火炬进