[发明专利]一种电站锅炉煤粉在变氧量下的燃烧特性生成数值的模拟方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种电站锅炉煤粉在变氧量下的燃烧特性生成数值的模拟方法及装置。

背景技术

电站锅炉煤粉燃烧是一个复杂的湍流流动、传热及燃烧的三维过程。由于过程的复杂性以及燃煤锅炉燃料的多变性，迄今为止，对锅炉的设计和运行缺乏成熟的理论和经验，往往需要冷态及热态试验来确定运行和设计参数，因为试验具有直观、可靠等优点，可以直接用来指导锅炉产品的设计生产和制造。但是目前我国火力发电厂已向高参数、大容量方面发展，炉膛尺寸越来越大，这类试验周期长，耗资巨大，且很难得到全面、满意的数据。制造全尺寸模型的试验台已不切实际，对现场实际运行的大容量锅炉直接进行空气动力场的测量，以及对炉内燃烧、流动、传热整体规律特性进行测量几乎是不可能的，所以，通过试验指导锅炉设计存在很大的局限性。

因此，如何上述提及的由于炉膛尺寸越来越大，制造全尺寸模型的试验台已不切实际，所导致的无法对炉内燃烧、流动、传热整体规律特性进行测量的技术问题已成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种电站锅炉煤粉在变氧量下的燃烧特性生成数值的模拟方法及装置，其中，电站锅炉煤粉燃烧特性生成数值的模拟方法包括：对预置锅炉燃烧器模型进行分区网格划分；通过基本守恒方程、湍流流动模型、湍流气固两相流动模型、气相湍流燃烧模型、煤粉颗粒燃烧模型、辐射换热模型和NO_X生成模型对网格划分后的预置锅炉燃烧器模型中的锅炉煤粉在变氧量条件下的燃烧过程进行模拟；根据在变氧量条件下模拟的结果确定锅炉燃烧器的煤粉燃尽率、飞灰含碳量、NO_X排放量、下炉膛出口温度和沿炉膛高度的平均CO浓度分布。本实施例中，通过对预置锅炉燃烧器模型进行分区网格划分；通过基本守恒方程、湍流流动模型、湍流气固两相流动模型、气相湍流燃烧模型、煤粉颗粒燃烧模型、辐射换热模型和NO_X生成模型对网格划分后的预置锅炉燃烧器模型中的锅炉煤粉在变氧量条件下的燃烧过程进行模拟；根据在变氧量条件下模拟的结果确定锅炉燃烧器的煤粉燃尽率、飞灰含碳量、NO_X排放量、下炉膛出口温度和沿炉膛高度的平均CO浓度分布，解决了目前由于炉膛尺寸越来越大，制造全尺寸模型的试验台已不切实际，所导致的无法对炉内燃烧、流动、传热整体规律特性进行测量的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种电站锅炉煤粉在变氧量下的燃烧特性生成数值的模拟方法的一个实施例的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种电站锅炉煤粉在变氧量下的燃烧特性生成数值的模拟装置的一个实施例的结构示意图；

图3(a)至(c)为炉膛结构和网格划分示意图；

图4为变氧量下的煤粉燃烧率；

图5为变氧量下的飞灰含碳量；

图6为变氧量下的NO_X排风量；

图7为变氧量下的下炉膛出口温度；

图8为不同氧量下沿炉膛高度的平均CO浓度分布。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种电站锅炉煤粉在变氧量下的燃烧特性生成数值的模拟方法及装置，解决了目前由于炉膛尺寸越来越大，制造全尺寸模型的试验台已不切实际，所导致的无法对炉内燃烧、流动、传热整体规律特性进行测量的技术问题。

CFD，软件(Computational Fluid Dynamics)，即计算流体动力学,是流体力学的一个分支，简称CFD。CFD是近代流体力学，数值数学和计算机科学结合的产物，是一门具有强大生命力的边缘科学。它以电子计算机为工具，应用各种离散化的数学方法，对流体力学的各类问题进行数值实验、计算机模拟和分析研究，以解决各种实际问题。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。