煤炭学报

作者：邓磊, 袁茂博, 杨家辉, 韩磊, 姜家豪, 车得福,

关键词：切圆燃煤锅炉, 宽负荷, H₂S分布, 正交分析, 数值模拟,

锅炉采用空气分级燃烧降低NOx排放的同时也提高了主燃区H2S体积分数。炉墙壁面过高的H2S体积分数是加剧水冷壁高温腐蚀的重要因素。为保障新能源并网发电，大型燃煤机组灵活调峰的需求增加，不同负荷下的水冷壁近壁面H2S分布特性值得关注。通过正交试验分析了切圆燃煤锅炉运行参数对水冷壁近壁面H2S体积分数分布的影响。选取一台超临界600 MW切圆燃煤锅炉建立数值模型，设计L16(45)正交工况，覆盖100% BMCR、75% THA，50% THA以及35% BMCR 四种负荷。建立了自定义SOx生成模型以确定燃料硫的析出和转化路径，模型包含多表面反应子模型以描述焦炭与O2/CO2/H2O等3种气体的异相反应，并确定焦炭气化反应消耗量占总消耗量的比例，进而对炉膛H2S空间分布进行了模拟计算。研究表明，近壁面高体积分数H2S区域主要位于投运燃烧器层中最下层燃烧器以下以及最上层燃烧器以上至SOFA层之间，烟气切圆沿炉膛高度增加逐渐增大是造成后一区域H2S体积分数较高的重要原因。35% BMCR负荷下水冷壁重点区域的H2S平均体积分数为364 μL/L，明显低于其他负荷。锅炉运行参数对重点区域H2S体积分数影响程度的排序为：锅炉负荷 > 一次风率 > 主燃区空气过量系数 > 假想切圆直径 > 燃烧器竖直摆角。

来源：2024年第6期

《煤炭学报》期刊编辑部

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