适用于350MW等级超临界富氧燃烧锅炉传热方法与流程

文档序号:38303892发布日期:2024-06-14 10:39阅读:43来源:国知局

本发明涉及传热方法,属于传热领域。


背景技术:

1、富氧燃烧技术作为控制co2排放最有应用前景的技术之一,其燃烧是基于循环烟气以及分离氧气燃烧来进行的。与常规空气燃烧相比,富氧燃烧增加了尾部再循环烟气和空气分离器抽出的氧气。此时,进入空气预热器的不再是冷空气而是上述再循环烟气和空气分离器抽出的氧气。因此,常规的空气燃烧锅炉热力计算方法无法直接用于富氧燃烧锅炉,无法指导富氧燃烧锅炉传热。


技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决常规空气燃烧锅炉热力计算方法无法直接用于富氧燃烧锅炉,无法指导富氧燃烧锅炉传热的问题,提出了适用于350mw等级超临界富氧燃烧锅炉传热方法。

2、适用于350mw等级超临界富氧燃烧锅炉传热方法,所述方法包括以下内容:

3、步骤1、富氧燃烧传热模型根据炉内富氧燃烧时所需的实际工况参数,输出炉膛内各级受热面换热量的真实值;

4、步骤2、将炉膛内各级受热面换热量的真实值作为热力计算公式中的炉膛内各级受热面换热量模拟值,代入热力计算公式中,得到富氧燃烧系数;

5、步骤3、富氧燃烧系数作为锅炉控制器的传热系数,锅炉控制器控制炉内燃烧传热。

6、优选地,步骤1中,炉内富氧燃烧时所需的实际工况参数包括燃料成分和过氧量系数。

7、优选地,步骤2中,富氧燃烧系数包括需氧量、烟气密度、三原子气体辐射减弱系数、灰粒辐射减弱系数和对流换热系数。

8、优选地,需氧量,表示为:

9、

10、式中,car为碳收到基,sar为硫收到基,har为氢收到基,oar为氧收到基。

11、优选地,烟气密度,表示为:

12、

13、式中,py为烟气密度,m为循环气氛下烟气中组分的分子量,γ为循环气氛下烟气中组分的体积比。

14、优选地,三原子气体辐射减弱系数,表示为:

15、

16、式中,λ=log[(ph2o+pco2)d],ph2o为水蒸气分压,pco2为co2分压,d为有效辐射层厚度,θ”为辐射层温度,kqxz为三原子气体辐射减弱系数,kq为常规燃烧气氛下的减弱系数,δk为修正量。

17、优选地,灰粒辐射减弱系数kh,表示为:

18、

19、式中,θpj为烟气平均温度,dh为飞灰颗粒的平均直径,py为标准状态下烟气密度,gy为烟气质量,vy为标准状态下烟气体积。

20、优选地,对流换热系数,表示为:

21、

22、式中,x为与锅炉结构相关的常量,λ为导热系数,d为管径,w为烟气流速,v为运动粘度,pr为普朗特数,m和n均为常数。

23、优选地,纯气体情况下的运动粘度v和导热系数λ表示为:

24、运动粘度v表示为:

25、u为气体的动力粘度,p为压力,rg为气体常数,t为温度;

26、动力粘度u表示为:

27、和m1/2均为临界参数,tr为临界参数,a、b、c、m和n均为常数;

28、导热系数λ表示为:

29、cp为气体恒压热容,m为混合物中组分的摩尔质量。

30、优选地,混合气体情况下的运动粘度v、导热系数λ和普朗特数pr表示为:

31、动力粘度u表示为:

32、yi为混合物中i组分的摩尔分数或体积分数,ui为常压下纯i组分的动力粘度,mi为混合物中i组分的摩尔质量;

33、导热系数λ表示为:

34、λi为常压下纯i组分的导热系统;

35、普朗特数pr表示为:

36、cp为混合气体恒压热容。

37、本发明的有益效果是:

38、本发明通过富氧燃烧传热模型或fluent数值模拟对炉膛内各级受热面换热量进行计算,比较热力计算公式输出的炉膛内各级受热面换热量和模型输出的炉膛内各级受热面换热量差异,来反向修正热力计算中假定的富氧燃烧系数,进行热力计算反复迭代,直到热力计算公式输出的炉膛内各级受热面换热量和模型输出的炉膛内各级受热面换热量相同。利用本发明的方法能够控制富氧燃烧锅炉燃烧传热,并能够分析富氧燃烧方式对锅炉性能影响。



技术特征:

1.适用于350mw等级超临界富氧燃烧锅炉传热方法,其特征在于,所述方法包括以下内容:

2.根据权利要求1所述的适用于350mw等级超临界富氧燃烧锅炉传热方法,其特征在于,步骤1中,炉内富氧燃烧时所需的实际工况参数包括燃料成分和过氧量系数。

3.根据权利要求1所述的适用于350mw等级超临界富氧燃烧锅炉富氧燃烧系数调节方法,其特征在于,步骤2中,富氧燃烧系数包括需氧量、烟气密度、三原子气体辐射减弱系数、灰粒辐射减弱系数和对流换热系数。

4.根据权利要求3所述的适用于350mw等级超临界富氧燃烧锅炉传热方法,其特征在于,需氧量,表示为:

5.根据权利要求3所述的适用于350mw等级超临界富氧燃烧锅炉传热方法,其特征在于,烟气密度,表示为:

6.根据权利要求3所述的适用于350mw等级超临界富氧燃烧锅炉传热方法,其特征在于,三原子气体辐射减弱系数,表示为:

7.根据权利要求3所述的适用于350mw等级超临界富氧燃烧锅炉传热方法,其特征在于,灰粒辐射减弱系数kh,表示为:

8.根据权利要求3所述的适用于350mw等级超临界富氧燃烧锅炉传热方法,其特征在于,对流换热系数,表示为:

9.根据权利要求8所述的适用于350mw等级超临界富氧燃烧锅炉传热方法,其特征在于,纯气体情况下的运动粘度v和导热系数λ表示为:

10.根据权利要求8所述的适用于350mw等级超临界富氧燃烧锅炉传热方法,其特征在于,混合气体情况下的运动粘度v、导热系数λ和普朗特数pr表示为:


技术总结
适用于350MW等级超临界富氧燃烧锅炉传热方法,属于传热领域。本发明的目的是为了解决常规空气燃烧锅炉热力计算方法无法直接用于富氧燃烧锅炉,无法指导富氧燃烧锅炉传热的问题。步骤1、富氧燃烧传热模型根据炉内富氧燃烧时所需的实际工况参数,输出炉膛内各级受热面换热量的真实值;步骤2、将炉膛内各级受热面换热量的真实值作为热力计算公式中的炉膛内各级受热面换热量模拟值,代入热力计算公式中,得到富氧燃烧系数;步骤3、富氧燃烧系数作为锅炉控制器的传热系数,锅炉控制器控制炉内燃烧传热。本发明用于指导富氧燃烧锅炉传热。

技术研发人员:郭馨,张鑫蒲,杨晓光,岳铮,贾培英,曾文标,齐龙,刘亮,杨永健,毛玉鹏,高治平,付云飞,李想
受保护的技术使用者:哈尔滨锅炉厂有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/13
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