洁净煤技术

作者：刘鹏宇, 李德波, 刘彦丰, 廖宏楷, 冯永新

关键词：燃煤电厂,煤粉燃烧,焦炭燃烧模型,随机孔模型,反应速率,数值模拟

焦炭燃烧是燃煤电厂锅炉中煤粉燃烧的主要过程，其燃烧过程由动力燃烧区、扩散/动力区和扩散控制区组成，其中以扩散/动力区的燃烧过程及机理最复杂，影响焦炭燃烧的数值模拟精度。为进一步提高燃煤电厂锅炉侧数值模拟精度，对FLUENT自带模型、改进的随机孔模型及已有的焦炭燃烧改进模型进行了综述与横向对比。结果表明：FLUENT自带模型未考虑实际燃烧时灰分对氧气扩散的影响，造成数值模拟与工程实际差别较大；基于改进的随机孔模型，认为温度是导致扩散区中氧气难以与焦炭接触的原因，但并非根本因素；现有模型普遍未考虑工程实际中燃用劣质煤种时内表面积对反应速率的影响，造成低转化率阶段预测值与实际值偏差较大；考虑灰层扩散阻力缩核模型的应用时，应先比较燃用煤种的软化温度与燃烧温度，且考虑热失活和多孔碳球内表面积；热失活和灰分抑制模型应采用更适宜的灰分抑制模型，提高模型预测精度；目前基于FLUENT对燃煤锅炉其他问题进行数值模拟时，均采用误差很大的扩散/动力模型，后续研究中采用改进后的焦炭燃烧模型是重要研究方向。

来源：2022年第12期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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