基于Aspen Plus的超超臨界循環流化床鍋爐的性能計算及分析

作者：李娟,李銀龍,牛田田,辛亞飛,楊冬

摘要：循環流化床發電技術以其特有的優勢,得到了迅速發展和廣泛應用。近年來,為了實現超低排放和超低能耗,大型化與高參數化的超超臨界循環流化床鍋爐(CFB)的設計研究成為我國潔凈煤發電技術的主要發展方向。目前超超臨界發電機組的基礎理論與設計計算還不完善,因此對于其運行模擬以及在運行條件變化時鍋爐主要參數的預測尤為重要。Aspen Plus能夠對復雜的化工過程進行精細的穩態模擬和流程設計,基于Aspen Plus軟件提供的內置模塊和FORTRAN編譯器的外部子程序,建立了660 MW超超臨界CFB鍋爐燃燒室煤解耦燃燒過程模擬模型,主要包括煤的等效熱解模型、簡約解耦燃燒模型、分離器、外置床及尾部煙道低溫過熱器、低溫再熱器模型。依據所建立的穩態模型,可模擬計算660 MW超超臨界循環流化床鍋爐在滿負荷工況(B-MCR)下鍋爐性能,得到其各處主要溫度的計算結果,分析燃燒室中密相區和疏相區的氣體組分濃度,并且預測了循環流化床燃燒室運行參數一次風配比對密相區組分CO2、CO和SO2濃度的影響以及過量空氣系數對排煙氣體組分SO2、SO3、NO和N2O濃度的影響。同時,利用該模型計算了過量空氣系數和改變一次返料比例對中溫過熱器、低溫過熱器出口汽溫和低溫再熱器、省煤器出口煙溫的影響。在660 MW超超臨界循環流化床鍋爐的設計研究上,為降低污染物排放、減少鍋爐熱損失和提高鍋爐效率提供了參考依據。

發文機構：西安交通大學動力工程多相流國家重點實驗室

關鍵詞：超超臨界CFBAspenPlus耦合燃燒數學建模ultra-supercriticalCFBAspen Pluscoupled combustionmathematical modeling

分類號： TK229[動力工程及工程熱物理—動力機械及工程]