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国内W型 火焰 锅炉研究现状 W型火焰锅炉是由美国FW公司首创，后经法国Stein公司和日本HIT·FW公司等不断完善而发展起来的新型锅炉，综合了强化无烟煤燃烧的各种措施--延长火焰、分级送风、煤粉浓缩、敷设卫燃带等--非常适合于燃烧无烟煤，在西方是燃烧劣质煤尤其是低挥发分劣质煤的典型锅炉燃烧技术，由于它脱胎于早期的U型火焰锅炉，故又称为双U型或顶部燃烧方式锅炉。 上世纪80年代W型火焰燃烧技术引入我国，现已成为我国燃用低挥发份煤应用最为广泛的技术之一。已经投用的有50余台，主要为300MW等级，也有几台600MW机组。制造厂家几乎涵盖了世界范围内生产W型火焰电站锅炉的所有锅炉厂，包括北京FW公司(中美合资),法国STEIN公司,英国MBEL公司(英巴)，加拿大BW公司和我国东方锅炉厂(引进美国FW公司技术)。 我国是世界上唯一的拥有如此多不同类型的W型火焰电站锅炉的国家，也是应用W型火焰锅炉经验最多的国家。国内许多高校都对W型火焰锅炉燃烧技术进行了研究。 西安交通大学 西安交通大学从上世纪80年代末就展开了对W型火焰锅炉炉内流场的试验研究，总结了大量研究经验和方法。 1992年，张文宏发表《W型火焰锅炉炉内空气动力场的实验研究》，对石家庄上安电厂引用加拿大BW技术的350MWW型火焰锅炉展开实验研究。 搭建冷态单相试验台时采用了燃烧器矫形方法，对燃烧器部分进行适当的放大，并利用热线风速仪测量了炉膛内的二维流场。研究了不同拱上风与前后墙风动量比、不同拱上风入射角度、不同前后墙风入射角度以及不同几何炉型对炉内流场分布的影响规律。 不考虑实际过量空气量要求理论认为:拱上风与前后墙侧风动量比越大越有利于煤粉的着火和燃烧。对前后墙侧风大小对炉内流场的影响作了定性描述，重点提出配风的对称的问题，而其角度变化对流场影响不大。实验选取前后墙风水平入射和偏离水平方向45度，结果相差无几。最终认为:下部炉膛几何尺寸设计的正确行是燃烧迅猛与不结渣的重要保障。 本文试验的模化比过小，为1:60、1:65、1:75，这加大了壁面效应的影响，但研究方法很有开创性。 1995年，魏小林发表《W型火焰锅炉冷态模型试验及数值计算》，其研究对象为FW公司生产300MWW型火焰锅炉。采用冷态单相试验，利用热线风速仪测量流场，并辅以数值计算研究。 分析试验结果时定义了折算速度、充满度等参数的计算方法。这些参数为研究W型火焰锅炉提供了良好的方法。数值计算采用Simple算法，交错网格。对于冷灰斗和上炉膛等不重要部分简化为二维通道，以减少计算量。但与下炉膛的三维网格如何连接并未详细说明，且网格粗糙，数目较少。 计算结果对比两个工况，分析了主气流最大速度的衰减规律，以及湍动能及其耗散率的变化情况。 2000年左右，车刚、何立明等对珞璜电厂引进的法国Stein公司的360MWW型火焰锅炉进行了大量的实验研究。研究延续了冷态单相试验方法，利用热线风速仪测量流场。 针对不同配风，不同膛喉口面积，有无折焰角，以及应用折焰角时不同燃烧器布置角等对炉内速度、充满度等参数的变化以及喉口的速度偏差进行分析。进行分析。 但研究燃烧器布置的角度变化仅在6度范围内，因此还有进一步研究空间。 浙江大学 1995年，樊建人等发表《W型火焰煤粉锅炉炉内燃烧过程及污染物生成的数值模拟》，针对一台300MWW型火焰锅炉炉内化学反应展开数值计算研究。 研究仅安排了满负荷和50%负荷两个工况，但对于模型的选取过程很有参考价值。 本文采用k-E双方程湍流模型来模拟气相湍流输运，用EBU模型为模拟气相湍流燃烧，使用Monte-Carlo方法计算辐射换热，煤粉的水份蒸发采用扩散模型，对于煤的挥发份的热分解，采用了傅维标的通用反应模型，对于颗粒的湍流扩散采用了脉动频谱随机颗粒轨道模型，对焦碳的燃烧采用了扩散动力反应模型。 清华大学 1995年，孙保民等针对上安电厂一台加拿大Babcock公司生产的350MWW型火焰锅炉进行了数值模拟研究。文中对流场初值采用一维流的处理方法，简化计算提高通用性，并比较了几种不同的差分格式。 2006年，张海、吕俊复等发表《W型火焰锅炉燃烧问题的分析和解决方法》: 对国内菏泽、珞璜、上安、鸭河口等电站的300MW级W型火焰锅炉运行状况进行研究，发现普遍存在煤粉燃尽度差，结渣情况严重，NOx生成量大，火焰偏烧以及水冷壁腐蚀等问题。分析认为存在这些燃烧问题主要原因是: 1、为了便于着火稳燃和燃尽,设计时在下炉膛的垂直区段基本上都敷设卫燃带,使主燃烧区处于准绝热燃烧状态,炉膛温度很高。过高的炉膛温度是引起炉膛结渣和NOx排放值增加的根本原因。 2、浓淡分离虽然有利于着火和稳燃，但风粉配合不好，引起浓股所在局部区氧量供应不足，造成高温腐蚀或燃烧反应不完全而使飞灰和大渣含碳量增加，也使火焰拖