[發明專利]前后對沖旋流燃燒煤粉鍋爐的二次風配風方法及系統

有效

• 申請號: 201310108894.1
• 申請日: 2013-03-29
• 公開（公告）號: CN103148507A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 李德波
• 申請（專利權）人: 廣東電網公司電力科學研究院
• 主分類號: F23N3/00
• 分類號: F23N3/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 王茹;曾旻輝

1.一種前后對沖旋流燃燒煤粉鍋爐的二次風配風方法，其特征在于，包括以下步驟：

根據前后對沖旋流燃燒煤粉鍋爐的設計參數，按照旋流燃燒器、冷灰斗區域、燃燒器區域、燃燒器上方區域和屏式過熱器區域的結構，建立所述鍋爐的網格化結構模型；

根據所述網格化結構模型，建立煤粉燃燒所形成的氣相湍流流動過程、氣固兩項流動過程、輻射傳熱過程、揮發分析出過程、焦炭燃燒過程和氮氧化物生成過程的數學模型；

根據建立的所述數學模型對煤粉燃燒過程進行模擬，獲取所述鍋爐內氣體濃度分布滿足預設指標時燃盡風量占總二次風量的比例；

在所述鍋爐運行時，按照所述燃盡風量占總二次風量的比例對所述鍋爐進行二次風的配風。

2.根據權利要求1所述的前后對沖旋流燃燒煤粉鍋爐的二次風配風方法，其特征在于，在所述建立所述鍋爐的網格化結構模型的步驟中，所述設計參數包括爐膛寬度、爐膛高度、頂棚拐點標高、水平煙道深、旋流燃燒器的個數、相鄰旋流燃燒器的間距、爐膛入口的邊界條件和爐膛出口的邊界條件。

3.根據權利要求1所述的前后對沖旋流燃燒煤粉鍋爐的二次風配風方法，其特征在于，在所述建立煤粉燃燒所形成的氣相湍流流動過程、氣固兩項流動過程、輻射傳熱過程、揮發分析出過程、焦炭燃燒過程和氮氧化物生成過程的數學模型的步驟之后，包括采用熱態試驗對建立的所述數學模型進行驗證的步驟：

對所述鍋爐進行熱態試驗，獲取熱態試驗結果；

采用所述數學模型對所述鍋爐進行熱態模擬，獲取熱態模擬結果；

將所述熱態模擬結果與所述熱態試驗結果進行比較，驗證所述數學模型是否滿足預設性能。

4.根據權利要求3所述的前后對沖旋流燃燒煤粉鍋爐的二次風配風方法，其特征在于，如果所述熱態模擬結果與所述熱態試驗結果之間的差距小于或者等于預設差值，則判斷所述數學模型滿足預設性能。

5.根據權利要求1所述的前后對沖旋流燃燒煤粉鍋爐的二次風配風方法，其特征在于，所述鍋爐內氣體濃度分布滿足預設指標時燃盡風量占總二次風量的比例為一個數值范圍，在該數值范圍內選取燃盡風量占總二次風量的比例數值，對所述鍋爐進行二次風的配風。

6.根據權利要求5所述的前后對沖旋流燃燒煤粉鍋爐的二次風配風方法，其特征在于，在所述對所述鍋爐進行二次風的配風的步驟之后，包括以下步驟：

在所述鍋爐的運行過程中，當燃盡風量占總二次風量的比例數值大于所述數值范圍的最大值或者小于所述數值范圍的最小值時，則發出告警信號。

7.一種前后對沖旋流燃燒煤粉鍋爐的二次風配風系統，其特征在于，包括結構模型建立模塊、數學模型建立模塊、模擬模塊和配風模塊；

所述結構模型建立模塊，用于根據前后對沖旋流燃燒煤粉鍋爐的設計參數，按照旋流燃燒器、冷灰斗區域、燃燒器區域、燃燒器上方區域和屏式過熱器區域的結構，建立所述鍋爐的網格化結構模型；

所述數學模型建立模塊，用于根據所述網格化結構模型，建立煤粉燃燒所形成的氣相湍流流動過程、氣固兩項流動過程、輻射傳熱過程、揮發分析出過程、焦炭燃燒過程和氮氧化物生成過程的數學模型；

所述模擬模塊，用于根據建立的所述數學模型對煤粉燃燒過程進行模擬，獲取所述鍋爐內氣體濃度分布滿足預設指標時燃盡風量占總二次風量的比例；

所述配風模塊，用于在所述鍋爐運行時，按照所述燃盡風量占總二次風量的比例對所述鍋爐進行二次風的配風。

8.根據權利要求7所述的前后對沖旋流燃燒煤粉鍋爐的二次風配風系統，其特征在于，所述設計參數包括爐膛寬度、爐膛高度、頂棚拐點標高、水平煙道深、旋流燃燒器的個數、相鄰旋流燃燒器的間距、爐膛入口的邊界條件和爐膛出口的邊界條件。

9.根據權利要求7所述的前后對沖旋流燃燒煤粉鍋爐的二次風配風系統，其特征在于，所述鍋爐內氣體濃度分布滿足預設指標時燃盡風量占總二次風量的比例為一個數值范圍，所述配風模塊用于在該數值范圍內選取燃盡風量占總二次風量的比例數值，對所述鍋爐進行二次風的配風。

10.根據權利要求9所述的前后對沖旋流燃燒煤粉鍋爐的二次風配風系統，其特征在于，還包括告警模塊，所述告警模塊用于在所述鍋爐的運行過程中，當燃盡風量占總二次風量的比例數值大于所述數值范圍的最大值或者小于所述數值范圍的最小值時，發出告警信號。