风量配比影响循环流化床锅炉燃烧特性研究

循环流化床(CFB)锅炉因其燃烧效率高、燃料适应性好和排放污染少等优点得到了广泛的应用。本文对某240 t/h循环流化床锅炉进行了数值模拟研究，分析改变一二次风配比对内部流动和燃烧特性的影响，结果表明：一次风所占比例θ过小，炉膛内部流化效果差；一次风所占比例θ过大，不能为炉膛中心的燃烧及时供氧。一次风占比θ = 0.55时(工况三)能得到较均匀的床料和温度场分布，同时NOx出口质量浓度最低。

本循环流化床燃烧技术指小颗粒的燃料和空气在炉膛内处在沸腾状态，是一种清洁燃煤技术，具有燃烧效率高和燃料适应性广等特点[1]，我国目前是世界上循环流化床锅炉数量最多、容量最大的国家。

循环流化床锅炉内部的燃烧过程非常复杂，如何通过运行参数的调整，控制循环流化床锅炉内的流动与燃烧，实现燃煤的高效清洁利用是循环流化床锅炉研究的重要课题[2]。

目前循环流化床锅炉燃烧研究主要是提高能源利用率[3] [4]和降低污染物的排放[5] [6]等方面。肖卓楠[7]等以480 t/h 的循环流化床锅炉为研究对象，对比分析了富氧燃烧与常规燃烧的热经济性，发现富氧燃烧的燃烧㶲损失比常规气氛下低，但传热㶲损失较高。张奇月[8]等将氧体积分数为30%的富氧燃烧循环流化床锅炉与汽水系统相耦合，并于空气燃烧的同等级循环流化床锅炉进行了对比，发现富氧燃烧循环流化床锅炉排烟损失大大减小， 热效率高达94.18%。

柯希玮[9]等从循环流化床锅炉燃烧NOx 的生成机理出发，总结了众多因素对NOx 排放的影响，同时指出了强化循环流化床锅炉低氮燃烧，以尽可能低的成本实现NOx 超低排放仍然是未来的研究热点。

在循环流化床锅炉燃烧过程中，一次风与二次风都对炉内燃烧产生了重要的影响[10]，因而对一、二次风进行调节是改造和优化过程中最常见的方法。马有福[11]等对CFB 锅炉的一次风均匀性进行了数值模拟研究，提出在进风口处装设导流锥使风量分配均匀，以提高炉膛内部流化质量；杨雪芬[12]等使用CPFD 方法对CFB 锅炉二次风穿透特性进行了研究，发现抬高二次风喷口位置有利于二次风的穿透效果，使燃烧更加充分；官伟[13]针对一台90 t/h 循环流化床锅炉出现的排烟温度高、NOx 浓度高等问题进行了炉膛、配风系统改造，发现一、二次风系统改造，强化循环床锅炉分级燃烧的强度，从而降低NOx 原始排放量。彭丹[14]等使用数值模拟方法对某循环流化床锅炉的二次风系统中喷口位置、一、二次风配比等进行改进，发现当下二次风率降至5%，中心喷口风率升为9%时，此时NOx水平明显降低，温度场较为稳定。