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炉膛结渣是锅炉运行中常见且较难解决的问题,会严重影响锅炉运行的安全性和经济性,如何预测炉膛结渣并为锅炉的安全运行提供有力保障成为燃煤机组亟待解决的问题。本文以某600MW超临界机组煤粉锅炉为研究对象,针对燃烧器区域存在的严重结渣问题,采用模拟软件FLUENT对炉膛进行燃烧过程模拟,通过分析炉膛内速度场、温度场、浓度场、气相组分分布等因素,预测炉膛结渣位置。在此基础上,运用数值模拟的方法模拟炉内结渣过程,并提出在锅炉运行过程中减轻结渣的措施。燃烧模拟采用概率密度分布函数(PDF)燃烧模型对炉膛的满负荷运行工况进行模拟,模拟结果表明,该锅炉炉内空气动力场组织良好,火焰并无明显的贴壁现象,而沿射流方向靠近喷口处含氧量低,烟气温度高于入炉煤灰软化温度,可以预测沿射流方向靠近喷口处为易结渣处。在燃烧模拟收敛的基础上,结渣模拟在颗粒粘附模型的基础上发展统计粘附颗粒的方法求解粘附到水冷壁上的飞灰颗粒数目,并以此来判断结渣程度。基于飞灰射流属性的设置和网格的划分,模拟时飞灰颗粒总数目为192000。结渣模拟计算结果表明,炉膛内的颗粒粘附数目为3207,只占到总飞灰颗粒数目的1.67%,即飞灰中只有极少一部分颗粒粘附到壁面上。燃烧器区域的颗粒粘附数目为2900,占到总粘附颗粒数目的90.4%,因此验证了燃烧器区域为严重结渣区域。在燃烧器区域,燃烧器喷口附近处颗粒粘附数目占79%,此处区域较小,结构复杂,粘附颗粒不易清除,应为燃烧器区域中的具体结渣位置,这与本文预测的结渣位置是一致的。本文根据引起结渣的原因提出了增加周界风风速、把上下浓淡分离燃烧器改为水平浓淡分离燃烧器以及改烧较高灰软化温度的煤种三种措施降低结渣程度,并采用FLUENT对采取三种措施后的工况进行了模拟。当把周界风风速调高至60m/s时,各层燃烧器横截面易结渣处氧浓度均有所提高,烟气温度均降至入炉煤的灰软化温度以下,此时燃烧器区域颗粒粘附数目降至607,颗粒粘附数目很小。燃烧器改造之后,易结渣处的氧量均上升,但除下层燃烧器处的烟气温度降至入炉煤灰软化温度之下外,其余各层燃烧器易结渣处的烟气温度还处于灰软化温度以上,此时燃烧器区域颗粒粘附数目为2453。煤种改烧之后,各层燃烧器横截面易结渣处烟气温度均低于此时的灰软化温度,燃烧器区域颗粒粘附数目为532,即改烧较高灰软化温度的煤种后可以极大地改善锅炉的结渣。