摘要: 在煤粉燃烧过程中，水冷壁及受热面积灰、结渣是严重影响煤粉炉安全、高效运行的关键因素之一，其合理的预测方法对于电站锅炉煤种及运行工况的优化具有重要意义。本文围绕结渣预测及数值模拟开展研究。 论文首先在总结比较了不同煤灰粘度计算模型... 展开 在煤粉燃烧过程中，水冷壁及受热面积灰、结渣是严重影响煤粉炉安全、高效运行的关键因素之一，其合理的预测方法对于电站锅炉煤种及运行工况的优化具有重要意义。本文围绕结渣预测及数值模拟开展研究。 论文首先在总结比较了不同煤灰粘度计算模型的基础上，提出了采用计算煤灰粘度的方法来初步预测煤种的结渣特性。在小于104P（poise）的粘度范围采用Kalmanovitch模型计算煤灰粘度，在大于104P的粘度范围采用Senior&Srinviasachar模型计算煤灰粘度。根据结渣过程的临界粘度制定判断依据：大于105P为轻微结渣的粘度范围，104P到105P为中等结渣的粘度范围，小于104P为严重结渣的粘度范围。 对印尼煤、伊泰煤等10个煤种的结渣特性进行判断，结果比一般的结渣指数表现得更准确。 论文继而建立了模拟燃煤过程中积灰、结渣过程的综合数值模型，包含三个主要子过程：飞灰的形成、输运和沉积子过程。采用的模型包括完全聚结、部分聚结飞灰形成模型，随机轨道、颗粒云飞灰输运模型，基于临界速度的飞灰碰撞模型，基于临界粘度的飞灰粘附模型等。在该综合模型基础上对帝国理工(ICSTM)的300KW煤粉试验炉的积灰过程开展了数值模拟，计算结果能合理地预测煤粉炉内的结渣情况。论文进而比较了不同成灰模型和输运模型对结渣模拟结果的影响，结果表明：对于实验煤种，部分聚结模型形成的飞灰粒径比完全聚结模型的要小，而输运过程中的随机轨道模型减小了不同成灰模型对沉积结果的影响；颗粒云模型在计算的效率上要明显地优于随机轨道模型，但是颗粒云模型由于对小颗粒的在近壁面区域输运作用考虑不足，其预报的壁面沉积数通量和粒径分布结果与随机轨道模型存在一定差异，但在关键的沉积速率和成分分布上两者吻合较好。 收起