[發明專利]一種電站鍋爐煤粉在變氧量下的燃燒特性生成數值的模擬方法及裝置

在審

• 申請號: 201610817907.6
• 申請日: 2016-09-12
• 公開（公告）號: CN106649917A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 李德波;許凱;鐘俊;馮永新;周杰聯;曾庭華;廖永進;湛志鋼;劉亞明;殷立寶;余岳溪
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 楊炳財,屈慧麗

1.一種電站鍋爐煤粉在變氧量下的燃燒特性生成數值的模擬方法，其特征在于，包括：

對預置鍋爐燃燒器模型進行分區網格劃分；

通過基本守恒方程、湍流流動模型、湍流氣固兩相流動模型、氣相湍流燃燒模型、煤粉顆粒燃燒模型、輻射換熱模型和NO_X生成模型對網格劃分后的所述預置鍋爐燃燒器模型中的鍋爐煤粉在變氧量條件下的燃燒過程進行模擬；

根據在變氧量條件下模擬的結果確定所述鍋爐燃燒器的煤粉燃盡率、飛灰含碳量、NO_X排放量、下爐膛出口溫度和沿爐膛高度的平均CO濃度分布。

2.根據權利要求1所述的電站鍋爐煤粉在變氧量下的燃燒特性生成數值的模擬方法，其特征在于，對預置鍋爐燃燒器模型進行分區網格劃分之后還包括：

對網格劃分后的所述預置鍋爐燃燒器模型進行簡化，并獲取到設置后的設計參數和工況條件。

3.根據權利要求1所述的電站鍋爐煤粉在變氧量下的燃燒特性生成數值的模擬方法，其特征在于，所述湍流流動模型為Realizable k-ε雙方程模型；

其中，k方程為

ε方程為

Gk表示由于平均速度梯度引起的湍流動能產生，Gb是用于浮力影響引起的湍流動能產生，YM表示可壓速湍流脈動膨脹對總的耗散率的影響，σ_k、σ_ε分別是湍流動能及其耗散率的湍流普朗特數。

4.根據權利要求1所述的電站鍋爐煤粉在變氧量下的燃燒特性生成數值的模擬方法，其特征在于，所述湍流氣固兩相流動模型為拉格朗日隨機顆粒軌道模型。

5.根據權利要求1所述的電站鍋爐煤粉在變氧量下的燃燒特性生成數值的模擬方法，其特征在于，所述氣相湍流燃燒模型為混合分數—概率密度函數(PDF)模型。

6.根據權利要求1所述的電站鍋爐煤粉在變氧量下的燃燒特性生成數值的模擬方法，其特征在于，所述煤粉顆粒燃燒模型的包括用于揮發份析出雙方程模型、用于焦炭燃燒的擴散—動力控制燃燒模型。

7.根據權利要求1所述的電站鍋爐煤粉在變氧量下的燃燒特性生成數值的模擬方法，其特征在于，所述輻射換熱模型為P-1輻射模型。

8.根據權利要求1所述的電站鍋爐煤粉在變氧量下的燃燒特性生成數值的模擬方法，其特征在于，所述NO_X生成模型為PDF輸運方程模型。

9.一種電站鍋爐煤粉在變氧量下的燃燒特性生成數值的模擬裝置，其特征在于，包括：

劃分單元，用于對預置鍋爐燃燒器模型進行分區網格劃分；

模擬單元，用于通過基本守恒方程、湍流流動模型、湍流氣固兩相流動模型、氣相湍流燃燒模型、煤粉顆粒燃燒模型、輻射換熱模型和NO_X生成模型對網格劃分后的所述預置鍋爐燃燒器模型中的鍋爐煤粉在變氧量條件下的燃燒過程進行模擬；

確定單元，用于根據在變氧量條件下模擬的結果確定所述鍋爐燃燒器的煤粉燃盡率、飛灰含碳量、NO_X排放量、下爐膛出口溫度和沿爐膛高度的平均CO濃度分布。

10.根據權利要求9所述的電站鍋爐煤粉在變氧量下的燃燒特性生成數值的模擬裝置，其特征在于，還包括：

模型再處理單元，用于對網格劃分后的所述預置鍋爐燃燒器模型進行簡化，并獲取到設置后的設計參數和工況條件。