O2／CO2燃烧气氛下锅炉炉膛的热力计算分析.pdf

第26卷第4期 电 力 科 学 与 工 程 Vo1．26．No．4 49 2010年4月 ElectricPowerScienceandEngineering Apr．，2010 O2／CO2燃烧气氛下锅炉炉膛的热力计算分析 安丽娜，刘彦丰 (华北电力大学 能源动力与机械工程学院，河北 保定 071003) 摘要：0：／C02燃烧是减少二氧化碳排放的一种行之有效的方法。在 O2／CO2燃烧气氛下，CO2浓度的大 幅度增加引起锅炉内的辐射传热的改变。利用指数宽谱带模型计算炉膛 内的火焰黑度，并进行空气及两 种O：／CO2气氛下的炉膛热力计算。通过比较 ，得出O：／CO：燃烧锅炉炉膛的改进方向。 关键词：O：／CO2燃烧；指数宽谱带模型；锅炉炉膛 ；热力计算 中图分类号：TK224 文献标识码 ：A 1000t／h的锅炉为计算模型，利用指数宽谱带模 0 引 言 型分别对空气、O2／CO2=21／79、O2／CO2=30／70 燃烧气氛下的炉膛进行校核热力计算。 温室效应是一个全球性的环境问题，受到了 全世界人们的关注，减少温室气体排放已成为当 1 计算对象 务之急。二氧化碳是主要的温室气体，而燃煤电 厂是最大的二氧化碳气体排放源，O／CO 燃烧技 本文以某300Mw亚临界中间再热 自然循环锅 术无疑是减少二氧化碳气体排放的一种行之有效 筒锅炉为研究对象。锅炉的主要技术参数见表 1。 的方法。O／CO：燃烧技术以O 和CO。混合气体 炉膛深X宽为 12829×14706．6rnm，炉膛高度为 代替空气作为助燃剂送入炉膛，与煤粉混合进行 41．589m，燃烧器高度为13．35m，前屏沿炉膛的 燃烧。与常规空气燃烧相比，烟气组分有很大差 深度为2．989×2m，高度为15．5m。 别，尤其二氧化碳的浓度大大增加。考虑到三原 表 1 锅炉主要技术数据 子气体对烟气辐射的重要影响以及试验、锅炉设 Tab．1 Basictechnicaldataofthebolier 咖¨ 计等的需要，因而，有必要研究高浓度二氧化碳 名称 数值 烟气给炉膛辐射换热特性带来的变化。国内外很 多研究者对此作了大量的工作 J，指出在该气 锅炉额定蒸发量／(t·h ) 氛下，烟气的辐射换热加强，但还没有出现针对 过热蒸汽压力 (绝对压力)／MPa 锅炉进行具体计算分析的文献。常规的锅炉辐射 过热蒸汽温度 ／℃ 换热计算方法中，霍太尔线算图 在低温、小辐 射层厚度区域比较可靠，而 由外推得到的高温、 再热蒸汽流量／(t·h ) 大辐射层厚度区域的数据正确与否则有一定的偶 再热蒸汽压力，进El／出H／MPa 然性；而前苏联提出的烟气三原子气体辐射减弱 系数计算式川适用范围有限，均不能用于0，／CO， 再热蒸汽温度，进 2／／／出12／／oC 燃烧气氛下的锅炉热力计算。气体辐射模型众 给水温度／℃ 多 ，出于计算的繁琐性和准确性，这里选用计 锅炉热效 (％) 算比较简单、准确度 比较好的指数宽谱带模型， 来计算三原子气体的发射率。以文献 [9]中的 计算燃料消耗量／(kg·s ) 收稿 日期 ：2009一l1—04。 作者简介：安丽娜 (1984一)，女，硕士研究生 ，