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國(guó)內(nèi)首臺(tái)600兆瓦超臨界新型褐煤鍋爐技術(shù)的試驗(yàn)研究
10月19日記者從黑龍江電力公司有關(guān)部門(mén)獲悉,由黑龍江省電科院歷時(shí)半年,主持完成了《國(guó)內(nèi)首臺(tái)600兆瓦超臨界新型褐煤鍋爐技術(shù)的試驗(yàn)研究》重大技術(shù)攻關(guān)科研項(xiàng)目。中國(guó)是世界上最大的煤炭消費(fèi)國(guó),隨著國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤可開(kāi)采量的快速減少,充分利用儲(chǔ)量相對(duì)豐富的褐煤當(dāng)前最現(xiàn)實(shí)迫切的問(wèn)題。褐煤是一種易燃的化石燃料,我國(guó)褐煤資源豐富,據(jù)統(tǒng)計(jì),現(xiàn)已探明褐煤保有儲(chǔ)量1300億噸,占全國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量的13%左右。在已探明的褐煤保有儲(chǔ)量中,以內(nèi)蒙古東部地區(qū)最多,約占全國(guó)褐煤保有儲(chǔ)量的75%。褐煤的燃燒是世界性的難題,相對(duì)于優(yōu)質(zhì)煙煤,褐煤具有水分大、揮發(fā)分高、孔隙度大、熱值低、易結(jié)焦、化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)烈、熱穩(wěn)定性差、灰熔點(diǎn)低等特點(diǎn)。在工程實(shí)踐中,褐煤的燃燒以及褐煤鍋爐的設(shè)計(jì)與運(yùn)行具有一定的特殊性。兼顧褐煤的著火、穩(wěn)燃、燃盡、低污染物排放、避免結(jié)焦等性能是褐煤鍋爐設(shè)計(jì)成功與否的關(guān)鍵。在此背景下,超臨界褐煤鍋爐具有廣闊的市場(chǎng)前景,而超臨界新型褐煤鍋爐技術(shù)的試驗(yàn)研究項(xiàng)目成為其中的關(guān)鍵。
在黑龍江電力公司的支持下,省電科院合理組織現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工作,搭建了由1臺(tái)EIC數(shù)據(jù)采集儀、500多延長(zhǎng)米專(zhuān)用雙絞屏蔽電纜以及17塊數(shù)據(jù)采集板構(gòu)成的S-net網(wǎng)絡(luò)測(cè)試系統(tǒng)。同時(shí)運(yùn)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù),從建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型出發(fā),對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行數(shù)值求解。數(shù)值計(jì)算采用的是 k-ε模型、拉格朗日坐標(biāo)下的顆粒隨機(jī)軌道模型、輻射換熱模型以及煤粉燃燒模型,取各燃燒器噴口、二次風(fēng)噴口和燃盡風(fēng)噴口的速度作為入口邊界條件,假定出口的流動(dòng)為充分發(fā)展,所有變量在流動(dòng)方向的梯度為零,壁面采用無(wú)滑移的邊界條件。
通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),對(duì)一系列參數(shù)進(jìn)行測(cè)試、分析與優(yōu)化,共對(duì)30余個(gè)試驗(yàn)工況進(jìn)行了調(diào)整、測(cè)試。通過(guò)多次的探索、試驗(yàn),對(duì)該爐目前存在的問(wèn)題進(jìn)行了深入的討論分析,取得了大量寶貴的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),同時(shí)對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行不確定度分析,提出了制粉系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)整措施,并根據(jù)試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果以及Fluent數(shù)值模擬結(jié)果提出了超臨界褐煤鍋爐改進(jìn)建議。
在該項(xiàng)目技術(shù)攻關(guān)過(guò)程中,省電科院專(zhuān)業(yè)人員深入了解了該型號(hào)鍋爐的性能并對(duì)該爐在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了深度分析、提出改進(jìn)措施。從試驗(yàn)平臺(tái)的搭建、試驗(yàn)測(cè)試手段,到課題結(jié)論與建議都得到了各方的高度評(píng)價(jià),該項(xiàng)目研究成果目前已得到國(guó)內(nèi)某大型國(guó)企的高度關(guān)注。