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摘要
深度空气分级燃烧作为一种高效的低氮燃烧技术已被超临界机组普遍采用，然而由于还原区过大，导致锅炉水冷壁及高温受热面频繁发生高温腐蚀。为了研究贴壁风对高温腐蚀的抑制作用，比较空气和烟气贴壁风对锅炉在不同负荷下的燃烧及NOx排放特性的差异，针对某电厂660 MW超临界机组炉内燃烧流动问题，建立了考虑贴壁风标量方程的CFD(computational fluid dynamics)数值模型，研究了不同的贴壁风设计参数在BMCR(boiler maximum continous rating)工况与50%THA(turbine heat acceptance)工况下对水冷壁高温腐蚀区域受热面燃烧环境的影响，并将仿真结果与电厂对应数据进行对比验证。在前后墙中间截面处对CO浓度进行定性分析，发现两种工况下采用空气贴壁风和烟气贴壁风均使侧墙对应区域CO浓度降低，同时将颗粒燃尽率、出口NOx浓度在同样运行功率间进行对比，发现变化不明显，可认为两者对炉内燃烧的影响差异较小，且均能控制壁面区域的还原范围。在50%THA工况下，由于负荷降低，该负荷下工况的出口处烟气温度均低于BMCR负荷工况下的出口烟气温度，但使用再循环烟气作为贴壁风比使用二次风作为贴壁风时的出口烟气温度可以提高6 K以上，在高负荷功率下出口烟气温度提高更明显一些。综合来看，在较宽的锅炉运行功率范围内使用再循环烟气均可以良好替代二次风作为贴壁风，同时再循环烟气原有的降低NOx与提高出口温度的优势也可以起到作用。
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单位清华大学; 华电国际电力股份有限公司
