1 000 MW超超臨界雙切圓混煤燃燒鍋爐還原性氣氛數值模擬

任德軍， 陳 剛， 張 寅， 王 鑫， 徐 俊， 江 龍， 向 軍

(1．國家能源集團長源電力股份有限公司，武漢 430077；2．國能長源漢川發電有限公司，湖北漢川 431614；3.華中科技大學 煤燃燒國家重點實驗室，武漢 430074)

隨著NOx排放標準的日益嚴格，燃煤電站采用空氣分級燃燒技術、燃料分級燃燒技術、低氮燃燒器、選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝技術等控制NOx的排放[1]。由于經低氮改造后的燃煤鍋爐主燃區存在“貧氧富燃”的問題，造成水冷壁局部范圍嚴重缺氧，且存在較大濃度的還原性氣氛(CO和H2S)，特別是當局部氧體積分數低于1.5%時，H2S含量迅速增加，加劇了水冷壁高溫腐蝕。水冷壁管因高溫腐蝕，管壁加速減薄到一定程度，可能引起“爆管”，將嚴重影響電廠的生產安全和經濟效益[2-3]。因此，對燃煤鍋爐運行時高溫腐蝕問題的關注、研究及防治迫在眉睫。

高溫腐蝕類型主要分為硫化物型、硫酸鹽型和氯化物型，產生高溫腐蝕的主要影響因素為煤粉中的硫元素和氯元素、局部還原性氣氛及爐膛壁面的溫度水平[4-5]。爐膛燃燒是復雜的物化過程，實地試驗的研究方式存在成本較高、檢測手段有限、無法準確且全面地評估爐膛燃燒狀況等缺點。因此，目前普遍采用的研究方法為應用計算流體力學(CFD)模擬鍋爐爐膛燃燒。馮強等[6]對四角切圓鍋爐的H2S分布進行了研究，發現不同負荷的爐內空氣動力場對H2S的分布有直接影響。李汝萍等[7]將數值模擬與試驗方法相結合，將燃盡風率降低至20%后，主燃區內的還原性氣氛CO和腐蝕性氣體H2S明顯減少。……