循环流化床锅炉点火系统的数值模拟分析.pdf

9 6 内 蒙 古 电 力 技 术 I N N E R MO N G O L I A E L E C T R I C P O WE R 2 0 1 4 年第3 2 卷第4 期 d o i ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 8 6 2 1 8 2 0 1 4 0 4 0 2 4 循环流化床锅 炉点火 系统的数值模拟分析 王雯 ， 常天舒 ， 岳建华 ， 包七十三 ( 1 中冶北方工程技术有限公司， 辽宁 大连 l l 6 0 0 0 ； 2 大连中石油昆仑天诚燃气有限公司， 辽宁 大连 1 I 6 0 0 0 ； 3 内蒙古 电力( 集团) 有限责任公 司， 呼和浩特0 1 0 0 2 0 ；4 内蒙古国电能 源投 资有 限公 司电力工程技 术研究院 ， 呼和浩特0 1 0 0 8 0 ) 摘要 ： 循环流化床( C F B ) 锅炉点火系统主要 以风道燃烧器为主。风道燃烧器在实际运行 时， 燃油着 火和燃尽性能不是很理想， 会出现 火焰贴壁 、 壁面结焦等现 象， 因此对 C F B锅炉点 火系统进行数值模拟研 究。针对 内蒙古某电厂C F B锅炉风道燃烧器实际燃烧工况 ， 选用非结 构化有限元体积 网格模型进行数值模拟。通过对点火系统的数值模拟和 实测结果比较分析 ， 验证 了针对 内蒙古某电厂C F B 锅 炉点火 系统进行理论模拟所设置的物理模 型和边界条件是 符合 实际的 ， 理 论模拟和 实测 结果的相对误 差在 1 0 范围 内， 结果较 为理想 。说 明利 用 F L U E N T 软件对点火系统内温度场及压力场的情况进行模拟分析是可行的， 对同类电厂具有 一 定的参考价值。 关键词 ： 循环流化床锅炉； 点火系统； 数值模拟 ； 风道燃烧器； 相对误差 文献标志码 ： B 中图分类号 ： T M6 2 1 2 文章编号： 1 0 0 8 6 2 1 8 ( 2 0 1 4 ) 0 4 0 0 9 6 0 5 Nu me r i c a l S i mu l a t i o n Re s e a r c h o n I g n i t i o n S y s t e m f o r CFB Bo i l e r Wa n g We n ，C h a n g T i a n s h u ，Y u e J i a n h u a ，B a o Q i s h i s a n ( 1 N o r t h e r n E n g i n e e r i n g & Te c h n o l o g y Co r p o r a t i o n L i a o n i n g Da l i a n 1 1 6 0 0 0： 2 I ) a L i a n C NP C Ku n l u n T i a n Ch e n g ( a s Co I t d L i a o n i n g Da l i a n l 1 6 0 0 0 ； 3 I n n e r M o n g o l i a P o w e r ( G r o u p )C o ， I t d H o h h o t 0 1 0 0 2 0 ； 4 I n n e r Mo n g o l i a El e c t r i c P o w e r E n g i n e e r i n g Re s e a r c h l n s t i l u t e Ho t d mt 0 1 0 0 8 0) A b s t r a c t ： T h e ma i n p a r t o f i g n i t i o n s y s t e m f o r C F B ( C i r c u l a t i n g F l u i d i z e d B e d )b o i l e r i s s t a r t u p b u r n e r Ph e n o n l e n s s u c h a s flo w fie l d c o n f u s i o n a n d c o k i n g a n d S O o n， h a v e o c c u r r e d i n t h e pr a c t i c a l p r o c e s s o f s t a r t -u p b ur ne r Th r o u g h o u t n u me r i c a l s i mu l a t i o n a n a l y s i s o n t h e i g n i t i o n s y s t e m f o r CFB b o i l e r ， c h a r a c t e r i s t i c o f flo w fie l d i n t h e i g n i t i o n s y s t e m c a I 1 b e s t u d i e d By c o mp a r i n g a n d a n a l y z i n g n u me r i c a l s i mu l a t i o n a n d o b s e r v a t i o n w i t h t h e i g n i t i o n s y s t e m，i t i s v a l i d a t e d t h a t t h e p h y s i c a l mo d e l a n d b o u n d a r y c o n d i t i o n s a i me d a t t h e i g n i t i o n s y s t e m for CF B b o i l e r o f o n e p o we r p l a n t o f I n n e r Mo n g o l i a a r e a g r e e d wi t h p r a c t i c e ，t h e c o mp a r a t i v e l y r e l a t i v e e r r o r i s l e s s t h a n 1 0 T h e r e s u l t i s k i n d o f pe r f e c t S o i t i s f e a s i b l e t o s i mu l a t e t e mpe r a t u r e a n d pr e s s u r e fie l d o f t h e i g n i t i o n s y s t e m，a n d t h e me t h o d h a s c e r t a i n r e f e r e n c e v a l u e ，wh i c h c a n b e u s e d b y s i mi l a r p o we r p l a n t Ke y w o r d s ： CF B b o i l e r ；i g n i t i o n s y s t e m；n u me r i c a l s i mu l a t i o n ；s t a r t - u p b u r n e r ；r e l a t i v e eFror I 收稿 13期1 2 0 1 4 0 5 一 I 3 I 作者简介 F ( 1 9 8 2 ) ， ， 辽 人， 硕 ： ， l 程帅， 从书【 乜 厂余热发电设汁 l 作 1 0 0 内 蒙 古 电 力 技 术 2 0 1 4 年第3 2 卷 4 期 赠 0 0 0 9 9 0 9 8 0 9 7 0 9 6 0 9 5 0 9 4 0 93 0 9 2 0 9l 0 9 0 0 8 9 0 8 8 0 8 7 0 8 6 0 8 5 0 时间 rai n 图8 风道燃烧器出 口实测温度曲线 7 51 O 7 5 0 0 7 4 9 0 7 4 8 0 7 4 7 0 7 4 6 0 7 4 5 0 7 4 4 0 时间 m i n 图 9 风 室温度实测 曲线 时间 mi n 图 1 0 风 室压 力实测 曲线 表 1 实测示均值、 数值模拟值及相对误差 差在 1 0 以下 ， 差值在工程数值模拟计算允许范围 内( 工程数值模拟计算允许误差为 1 5 ) 。 4 误差原因分析 分析误差存在的具体原因如下 ： ( 1 )理 论上风道燃烧器及风室保温材料 保温 效果应达到 1 0 0 ， 但在实际运行中达不到 ， 因此 ， 会 出现实际温度 比数值模拟温度偏低的情况。 ( 2 )机械压力离心式喷嘴 中必然会有极 少量 的油滴未被雾化 ， 所 以会产生实测示均值 比数值模 拟值偏低的情况。 ( 3 )锅炉正常运行时 ， 风机输 出风量有少量损 失 ， 会造成实测示均值 比数值模拟值偏低 的情况。 ( 4 )由于模型的结构参数不同， 网格划分也就 不 同。因此在理论模 拟过程中 ， 计算结果残差收敛 的程度不 同， 造成理论模拟数据有一定的误差 。 从上面分析可知 ， 各种原因造成 了实测数据和 模拟数据之间存在一定 的误差 。但是整体上 ， 应用 本文所建立的物理模型和边界条件对内蒙古某电 厂 C F B锅炉 点火 系统进行模 拟的结果还是 比较理 想 的 5 结语 通过对风道燃烧器温度 、 风室温度及压 力的数 值模拟值与实测数据进行 比较分析 ， 验证了针对内 蒙古某 电厂 C F B锅炉点火系统进 行理论模 拟所设 置的物理模型和边界 条件是符合实际的， 模拟结果 较为理想 。I 大 此利用 F L U E N T 软件对点火系统 内温 度场及压力场 的情况进行 模拟分析是 可行 的。这 种方法将 为指导 C F B锅炉 点火 系统 的试验研究起 到较好 的指导作用 ， 从而为 C F B锅炉点火系统的进 一 步优化和改进提供了一定的借鉴作用。 参考文献 ： 【 1 岑可法 循环流化床锅炉理论、 没计与运i j - MI 北京 ： l 1 田 电力出版 ： ， 1 9 9 8 ： 4 9 7 1 【 2 】熊正德 循环流化床锅炉燃用福建无娴煤探讨 煤气 j 热力， 1 9 9 4 ( 3 ) ： 3 8 4 2 f 3 】刘厚道 循环流化床锅炉 主要 题 的探讨 煤气 与热 ， 1 9 9 7 ( 6 ) ： 3 5 3 7， 41 【 4 孙学军 循环 流化床锅炉的点火I J I _ 燃气 热力 ， 2