旋流对冲锅炉侧墙贴壁风结构优化及布置数值模拟

以一台650 MW超临界旋流对冲锅炉为研究对象，通过数值模拟方法分析了不同喷口型式、喷口高度下侧墙水冷壁附近烟气成分分布特性，优选出喷口高度h=40 mm的圆形槽状型式设计了一套缓解侧墙高温腐蚀的贴壁风组合方案，并通过全炉膛模拟对方案进行效果评估。结果表明：在未添加贴壁风的原始工况下，模拟结果显示的侧墙高CO浓度区域与实际腐蚀发生的位置吻合；在安装位置、喷口高度、喷口速度及风量均保持一致的条件下，圆形槽状喷口、方形竖槽喷口、方形横槽喷口对高温腐蚀面积比ε的降幅分别为4.23%、2.42%、5.70%，其中圆形槽状喷口不仅具有较好的防腐效果，且其O₂气膜的分布特性也更适合工程应用；在保持喷口型式、安装位置、喷口风量一致的条件下，在喷口射流上游，喷口气流与炉膛主流的相对速度对O₂气膜浓度的衰减起主导作用；在喷口射流下游，炉膛主流的强度和对喷口气流的冲刷面积对O2气膜浓度的衰减起主导作用，h=30、40、50、60 mm四种喷口对高温腐蚀面积比ε的降幅分别为5.62%、4.23%、3.87%、3.20%。实际工程应用中，为保持较好防腐效果的同时，避免阻力损失过大及气流速度过大造成水冷壁管壁磨损，建议选取h=40 mm喷口为宜。设计的贴壁风组合方案可在侧墙大部分区域形成相互交叉的O₂气膜，将高温腐蚀易发区域所占比例降低至12.88%，且该方案对炉内燃烧及污染物的排放影响较小。

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