基于CFD的循環流化床鍋爐二次風入口結構的改進設計

張呂鴻 ，劉萌萌 ，孫永利 ，3，周雪松 ，2，姜 斌 ，3

（1天津大學化工學院，天津 300072；2中國昆侖工程公司，遼寧 遼陽 111000；3天津大學精餾技術國家工程研究中心，天津 300072）

循環流化床鍋爐（circulation fluidized bed boiler，CFBB）因其燃料適用性廣、污染物排放低、燃燒效率高等優點，已被廣泛投入商業運行并不斷向著大型化發展[1]。由于鍋爐體積龐大，一次進風難以滿足燃燒需求，在鍋爐密相區四壁通常設置多個二次風進口來實現分級燃燒，降低污染物排放的同時提高燃燒效率。因此在CFB鍋爐的設計和運行過程中，二次風口的布置以及相關運行參數的選擇對燃燒室內氣固兩相的混合、擴散和燃燒有著密切關系。許多學者通過實驗和數值模擬的方法對CFB鍋爐中的復雜流動行為進行了研究[2-4]，楊建華等[5]的實驗結果表明，提高二次風穿透能力的措施包括增大噴口直徑、提高二次風速以及提高噴入點的位置等。Knoebig等[6]模擬了大型循環流化床的氣體組分場，證明爐內的不均勻燃燒受到二次風口布置、燃料供給和返料等因素的影響。陳繼輝等[7]也對二次風的射程進行了試驗研究和數值模擬，研究表明，在物料特性與噴口特性一定時，二次風射程隨二次風風速增大而近似成冪函數增加。鄭成航等[8]的研究表明一次風速、顆粒濃度以及噴口角度等對二次風射流深度都有影響。馬志剛[9]通過實驗研究和數值模擬分析了 CFB鍋爐內二次風各參數對爐內流場分布及壁面磨損的影響，并對鍋爐的設計和運行給出了合理的建議。……