煤炭学报

作者：王涛, 周托, 吕俊复, 吴玉新, 张天宇, 马有福,

关键词：燃煤锅炉, 数值模拟, 耦合计算, 屏式过热器, 壁温,

在“双碳”目标的背景下，燃煤火电机组向更高参数及深度调峰的方向发展，这对于燃煤锅炉的运行提出了更高的要求，防止锅炉受热面热偏差而导致的管壁超温是其中的关键问题之一。因此，精确预测燃煤锅炉受热面的热偏差和壁温对于机组安全、稳定运行意义重大。锅炉受热面的传热及壁温特性主要受到烟气侧和工质侧的共同作用，但在通过数值模拟方法预测热偏差问题时，常将模拟过程和边界条件进行简化处理，较难精准地分析受热面的传热及壁温分布特性。针对以上问题，利用Fluent对660MW前后墙对冲燃煤锅炉进行了数值模拟，建立了屏式过热器管内、外的耦合传热模型，提出了按管内工质流动方向的顺序计算方法，并基于UDF实现了烟气侧与工质侧的传热耦合计算。研究了外二次风不同旋流角度对屏式过热器传热的影响，获得了同时考虑烟气侧和工质侧的屏式过热器传热及壁温特性。模拟结果表明，屏式过热器各管屏第22号管子出口壁面温度与实测值的相对误差在4%以内；外二次风的旋流角度由15°增加至60°，煤粉气流刚性减弱，燃烧不剧烈，煤粉着火延迟，炉膛火焰面升高，且屏式过热器的温度分布由“两端高、中间低”向“两端低、中间高”变化；当旋流角度为45°和60°时，屏式过热器的最大壁温分别为945K和965K，超过受热面材料的最大允许温度，而当旋流角度为15°和30°时，屏式过热器的最大壁温小于受热面材料的最大允许温度，故最佳旋流角度应选取15°–30°。

来源：2022年第11期

《煤炭学报》期刊编辑部

查看煤炭学报杂志2022年第11期