基于CFD的循環(huán)流化床鍋爐二次風入口結(jié)構(gòu)的改進設(shè)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(shù)國家工程研究中心，天津 300072）

循環(huán)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(yōu)點，已被廣泛投入商業(yè)運行并不斷向著大型化發(fā)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(qū)四壁通常設(shè)置多個二次風進口來實現(xiàn)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(shè)計和運行過程中，二次風口的布置以及相關(guān)運行參數(shù)的選擇對燃燒室內(nèi)氣固兩相的混合、擴散和燃燒有著密切關(guān)系。許多學者通過實驗和數(shù)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(jié)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(huán)流化床的氣體組分場，證明爐內(nèi)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(shù)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(shù)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(shù)值模擬分析了 CFB鍋爐內(nèi)二次風各參數(shù)對爐內(nèi)流場分布及壁面磨損的影響，并對鍋爐的設(shè)計和運行給出了合理的建議。……