基于Aspen Plus的超超临界循环流化床锅炉的性能计算及分析

作者

李娟李银龙牛田田辛亚飞杨冬
单位

西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室
摘要

循环流化床发电技术以其特有的优势，得到了迅速发展和广泛应用。近年来，为了实现超低排放和超低能耗，大型化与高参数化的超超临界循环流化床锅炉（CFB）的设计研究成为我国洁净煤发电技术的主要发展方向。目前超超临界发电机组的基础理论与设计计算还不完善，因此对于其运行模拟以及在运行条件变化时锅炉主要参数的预测尤为重要。AspenPlus能够对复杂的化工过程进行精细的稳态模拟和流程设计，基于AspenPlus软件提供的内置模块和FORTRAN编译器的外部子程序，建立了660MW超超临界CFB锅炉燃烧室煤解耦燃烧过程模拟模型，主要包括煤的等效热解模型、简约解耦燃烧模型、分离器、外置床及尾部烟道低温过热器、低温再热器模型。依据所建立的稳态模型，可模拟计算660MW超超临界循环流化床锅炉在满负荷工况（B-MCR）下锅炉性能，得到其各处主要温度的计算结果，分析燃烧室中密相区和疏相区的气体组分浓度，并且预测了循环流化床燃烧室运行参数一次风配比对密相区组分CO₂、CO和SO₂浓度的影响以及过量空气系数对排烟气体组分SO₂、SO₃、NO和N₂O浓度的影响。同时，利用该模型计算了过量空气系数和改变一次返料比例对中温过热器、低温过热器出汽温和低温再热器、省煤器出烟温的影响。在660MW超超临界循环流化床锅炉的设计研究上，为降低污染物排放、减少锅炉热损失和提高锅炉效率提供了参考依据。
关键词

超超临界CFBAspen Plus耦合燃烧数学建模
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