空气冷却式煤粉燃烧室数值模拟研究 论文

双锥煤粉燃烧室在小容量工业锅炉中广泛采用水冷却方式，但随着市场对高容量锅炉需求的增加，双锥燃烧室体积增大、数量增多，如仍采用水冷却的方式将导致安装困难、水系统复杂等问题，亟需开发新的冷却方式。空气冷却形式具有结构简单、预热后的空气可以增加煤粉的着火稳定性等优点，需要考察其首次应用于双锥煤粉燃烧室中的效果。为了确定空气冷却式燃烧室燃烧和壁面冷却情况，采用数值模拟技术对14MW工业锅炉燃烧室和炉膛进行三维建模，得到50%和100%两种负荷下不同内外二次风配风比例下燃烧室内部燃烧情况、金属壁面温度、出口火焰形状和炉膛充满度。结果表明：控制总空气过量系数不变，随着内二次风比例的逐渐增加，燃烧室内的平均温度逐渐降低；50%负荷下金属壁面温度随二次风比例的增加逐渐降低，100%负荷下金属壁面温度先降低后升高，这是内二次风助燃燃烧和外二次风的冷却共同作用的结果。随着内二次风比例的增加，金属壁面的高温区域逐渐后移，集中于后锥出口区域；在50%负荷下内二次风量占总空气量比例为0.4时，金属壁面具有最高温度930 K,100%负荷下内二次风量占总空气量比例为0.2时，壁面金属最高温度835K，2个最高温度