超临界CFB锅炉压火特性现场试验与数值模拟

作者：申欣; 赵强; 乔晓磊; 杨海瑞; 张缦; 贾里; 金燕^*

来源：煤炭学报, 2022, 47(07): 2797-2807.

DOI：10.13225/j.cnki.jccs.2021.1236

• CPFD方法
• 超临界CFB锅炉
• 压火
• 床温
• 污染物

CFB锅炉压火过程中，可能会发生料层温度下降快、蓄热少及污染物排放超标等问题，对电厂的安全、环保以及运行构成威胁。以350 MW超临界CFB锅炉为研究对象，对CFB锅炉压火过程进行现场试验和数值模拟。结果表明：超临界CFB锅炉模拟结果与实测数据具有良好的一致性，模拟准确地预测了炉膛的压力、温度以及气体组分分布，压力平均误差为5.6%,温度平均误差为2.3%,O2体积分数的平均误差为6.3%,NOx质量浓度的平均误差为5.7%,SO2质量浓度的平均误差为8.5%,验证了数值模型的准确性。压火过程，锅炉进入密闭状态，O2体积分数稳定在19.5%,床温降至905 K后，降温速率为2 K/min。炉膛底部床料静止后出现了分层现象，底部床料85%为下层床料，下层床料堆积高度约为1 m。床料分层影响最大的因素是颗粒粒径，下层为大颗粒床料，平均颗粒粒径为1.2 mm,中层为小颗粒床料，平均粒径为0.5 mm,上层床料所占质量分数仅为5%,掺杂了大颗粒和小颗粒，颗粒处于悬浮状态，在密闭炉膛内悬浮高度保持不变。压火时NOx质量浓度与颗粒的体积分数呈负相关，下层床料NOx平均质量浓度为31 mg/m3,中层床料NOx平均质量浓度为60 mg/m3,上层床料NOx平均质量浓度为121 mg/m3。炉膛进入密闭状态，随着床料回落完成，SO2质量浓度保持不变，炉膛上部SO2平均质量浓度为756 mg/m3,炉膛下部SO2质量浓度同样受到床料分层影响，上层床料SO2质量浓度最高，为1 680 mg/m3。压火过程中炉膛内NOx平均质量浓度约为100 mg/m3,SO2平均质量浓度约为1 160 mg/m3。

• 单位
  太原理工大学; 清华大学