基于CPFD方法的660 MW超臨界CFB鍋爐循環回路均勻性研究

陳鴻偉， 黑成浩， 王俊武， 宋楊凡， 趙俊驊，賈建東, 王稀光

(1.華北電力大學 動力工程系，河北保定 071003；2.華北電力大學 河北省低碳高效發電技術重點實驗室，河北保定 071003；3.華北電力大學 保定市低碳高效發電技術重點實驗室，河北保定 071003；4.蘇晉朔州煤矸石發電有限公司，山西朔州 036006;5.保定市建筑設計院有限公司,河北保定 071000)

循環流化床鍋爐(CFB)可快速地實現對煤矸石和煤泥的消納，提高煤炭資源的利用價值，同時具有良好的污染物控制特性和燃料適應性[1-2]。CFB鍋爐技術朝著更大容量和參數發展的同時,對流化床鍋爐內部的氣固流動均勻性及循環回路固體流率均勻性提出了更高要求，這對解決旋風分離器出口處的煙氣含氧量和溫度偏差、運行床溫偏差和屏式過熱器溫度偏差等問題有著重要的意義[3-4]。

許多學者在工程應用和實驗中發現，大型CFB鍋爐的物料流動存在不均勻的現象。莫鑫等[5]利用600 MW循環流化床鍋爐不同返料閥內的灰溫分布來表征氣固兩相在并聯分離器內的分布，發現氣固流動不均勻集中在同側墻的3個分離器內。Song等[6]測量并分析了600 MW超臨界CFB鍋爐旋風分離器的氣固流率和溫度分布，發現爐膛兩側的6個循環回路存在氣固流率不對稱現象。為解決大型CFB鍋爐的流動不均勻現象及燃燒不均勻現象，許多學者開展了相關研究。呂清剛等[7]提出了660 MW超超臨界環形爐膛理念,并在循環流化床鍋爐試驗臺上進行試驗，并結合數值模擬發現獲得的最優化爐型各循環回路間物料質量偏差不超過8%。……