煤氨混燃对600MW燃煤锅炉燃烧与炉膛传热兼容性影响
孔祥玮1
崔利群2
李雄威2
崔立明3
牛涛4
张文振4
周末4
陈亮1
1.华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定 0710032.国家能源投资集团有限责任公司,北京 1000113.中国神华能源股份有限公司,北京 1000114.烟台龙源电力技术股份有限公司,山东烟台 264006
摘要：为了探明大比例氨掺烧对燃煤锅炉的燃烧与炉膛传热的影响,以某600 MW四角切圆燃煤锅炉为研究对象,通过数值模拟探讨了不同掺氨比例下炉膛燃烧及传热特性,分析了锅炉炉膛对掺氨的燃烧和传热兼容匹配特性.研究结果表明:各燃烧器均匀喷氨条件下,掺氨比例在0～50％掺氨燃烧对炉膛速度场的影响较小,燃烧器四角切圆保持良好,虽炉膛纵向烟气流动速度有所增加,但不影响燃烧稳定性.相比纯煤燃烧时,50％掺氨情况下的平均烟速增加9.4％,炉膛出口烟气速度提升约1.5 m/s.这是掺氨燃烧后炉膛内烟气总量增多所致,50％掺氨比时燃烧产生的烟气总量较纯煤燃烧增加约10％.掺氨燃烧后炉内火焰温度明显降低,这一现象归因于NH3的理论火焰温度低于煤的理论火焰温度,在保持炉内总输入热量不变的条件下,掺氨燃烧后烟气流量和比热容的增大共同导致了温度降低.此外,随着掺氨比例的增加,炉膛折焰角截面烟温略微降低,折焰角处高温区主要集中在炉膛中心区域,表明0～50％比例掺氨燃烧不会导致炉膛壁面发生超温结渣现象,保证了锅炉的安全稳定运行,但炉膛辐射换热能力减弱.炉膛出口处NH3摩尔分数几乎为0,表明氨在炉内完全燃烧且无逃逸现象.掺氨燃烧后,炉膛壁面热通量分布比纯煤燃烧更为均匀,炉膛换热量略有减小.综上,该锅炉对掺氨0～50％时的燃烧和传热具有较好的兼容性,研究结论可为燃煤锅炉煤氨混燃技术提供理论和技术指导.
关键词：煤/氨混燃数值模拟掺氨比例燃烧与传热兼容性
分类号：TK229(蒸汽动力工程)
资助基金：国家自然科学基金(52306135)河北省自然科学基金资助项目(E2024502035)
论文发表日期：2025-05-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 50-58 )
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