Simulación numérica de la optimización del método de disposición mural de recirculación de gases en calderas ultraultrasupercríticas de corte cuadrangular de 660 MW

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摘要

【Objetivo】 Para abordar el problema de la baja temperatura del vapor de recalentamiento a baja carga y el sobrecalentamiento local del sobrecalentador de pantalla en una caldera ultraultrasupercrítica de corte cuadrangular de 660 MW, se propuso un método de disposición mural de recirculación de gases de combustión en el área del quemador, destinado a lograr una mejora sinérgica de la temperatura del vapor de recalentamiento, suprimir el sobrecalentamiento local del sobrecalentador de pantalla y asegurar la estabilidad de la combustión. 【Método】 Basado en un método de simulación numérica, se realizó un estudio de optimización de esta disposición bajo una condición de carga nominal del 40 %: primero se analizó comparativamente el estado base y los métodos de recirculación de gases concentrados en ángulo y en pared, y luego se exploró la viabilidad de una disposición grupal en pared. 【Resultados】 Los resultados indican que: la disposición angular aumenta significativamente la distancia de ignición del flujo de polvo de carbón, lo que es desfavorable para la estabilidad de la combustión a baja carga; la disposición concentrada en pared en el lado del fuego o del contrafuego puede aumentar la absorción de calor del sobrecalentador de alta temperatura, pero difícilmente alivia simultáneamente el sobrecalentamiento local del sobrecalentador de pantalla; la disposición grupal en pared en el lado del fuego puede aumentar significativamente la absorción de calor del sobrecalentador de alta temperatura, pero aún existe riesgo de sobrecalentamiento local del sobrecalentador de pantalla; la disposición grupal en pared en el lado del contrafuego puede reducir el riesgo de sobrecalentamiento del sobrecalentador de pantalla, pero tiene un efecto limitado en la mejora de la absorción de calor del sobrecalentador; el método de operación grupal "dos capas inferiores en el lado del fuego + una capa superior en el lado del contrafuego" puede aumentar la absorción de calor del sobrecalentador de alta temperatura en un 18,9 %, aliviar eficazmente el sobrecalentamiento local del sobrecalentador de pantalla y no deteriorar la estabilidad de la combustión. 【Conclusión】 Estos resultados pueden proporcionar una referencia de diseño y una base de optimización para la operación segura, flexible y eficiente de las calderas de la nueva generación de unidades de energía térmica de carbón en un amplio rango de carga.

关键词

caldera de corte cuadrangular; recirculación de gases; temperatura del vapor de recalentamiento; simulación numérica; optimización

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