0 引言

我國(guó)電站鍋爐主要向著大容量、高參數(shù)方向發(fā)展

。目前，電站鍋爐燃燒方式主要分為四角切圓方式和前后墻對(duì)沖方式兩種

，其中又以四角切圓燃燒方式為主

。四角切圓燃燒方式能夠很好地保證煤粉在爐膛內(nèi)有充足的停留時(shí)間，使?fàn)t膛火焰充滿度良好，有利于煤粉的燃盡。但是四角切圓燃燒方式由于爐膛高度限制，導(dǎo)致爐膛出口仍存在較強(qiáng)的旋轉(zhuǎn)殘余

。旋轉(zhuǎn)殘余的存在使得水平煙道內(nèi)煙氣速度及溫度出現(xiàn)偏差，這也造成了過熱器以及再熱器吸熱不均，引起過熱器和再熱器系統(tǒng)汽溫偏差。隨著鍋爐容量的增大，這種偏差逐漸增大，嚴(yán)重情況下，甚至?xí)l(fā)過熱器、再熱器系統(tǒng)超溫爆管

。

4．中國(guó)的明治文學(xué)本質(zhì)研究，在文學(xué)研究方法、研究?jī)?nèi)容重心選擇甚至結(jié)論的獲得等方面，受日本影響較大，能找出與日本的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，原創(chuàng)研究較少。

信息化投資效益貢獻(xiàn)率模型采用國(guó)際通用的柯布-道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)（C-D生產(chǎn)函數(shù)）方法，以量化的方式認(rèn)識(shí)電力企業(yè)信息化在管理效率提升、經(jīng)濟(jì)效益改善方面帶來的實(shí)際作用的大小，評(píng)價(jià)信息化投資對(duì)企業(yè)發(fā)展的貢獻(xiàn)率。

現(xiàn)今，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者都對(duì)700 ℃發(fā)電技術(shù)進(jìn)行了研究

。對(duì)于更高參數(shù)的700 ℃鍋爐而言，由于其蒸汽參數(shù)的提高，其對(duì)受熱面材料要求更高

，這也導(dǎo)致熱偏差問題對(duì)于700 ℃鍋爐的影響更加嚴(yán)重。所以，優(yōu)化700 ℃切圓鍋爐熱偏差是700 ℃發(fā)電技術(shù)必須要解決的難題

。

李田樹等

通過對(duì)660 MW超臨界鍋爐試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，SOFA 風(fēng)反切可以有效地降低爐膛出口截面煙氣溫度的偏差；田登峰等

通過模擬2 290 t·h

亞臨界鍋爐，發(fā)現(xiàn)燃燒器上擺一定角度可以有效削弱爐膛出口截面熱偏差；劉昌基等

對(duì)660 MW 塔式鍋爐研究，發(fā)現(xiàn)SOFA速度進(jìn)行合理偏置，能夠有效地削弱爐膛出口熱偏差；姚志鵬等

通過模擬700 ℃Π型鍋爐，發(fā)現(xiàn)合理的燃盡風(fēng)反切以及右側(cè)燃盡風(fēng)速度偏置對(duì)優(yōu)化爐膛出口熱偏差效果顯著。

雪螢一直有意無意地注意著他。他擠在兩個(gè)女子中間，車啟動(dòng)后，借著車的自然晃動(dòng)，故意站不穩(wěn)似的，朝前面那位年輕漂亮的女子身上靠，那女子回頭看了他一眼，便轉(zhuǎn)過身，往前移了移位置。男子的身子又跟著貼過去。兩只眼睛直盯著女子的屁股，握著拉手的手指蠢蠢欲動(dòng)地扭來扭去。

1 研究對(duì)象

圖6所示為工況1、工況6至工況8爐內(nèi)溫度分布，可以看出燃燒器上擺角度增加，爐內(nèi)縱截面溫度大體上的分布狀況未發(fā)生明顯變化，但是高溫區(qū)域明顯上移；在燃燒器截面上可以看出，工況1的切圓形狀良好，截面中心區(qū)域溫度在1 250 K左右，工況6 至工況8 隨著燃燒器上擺角度的增加，截面上切圓形狀逐漸地變化，工況6、工況7還能看出在截面中心出現(xiàn)的切圓，相比于工況1，它們?cè)谥行膮^(qū)域的溫度更高，工況6 中心區(qū)域溫度將近1 600 K，工況7中心區(qū)域溫度將近1 900 K，工況8雖仍然表現(xiàn)出近壁面溫度高，中心區(qū)域溫度低，但是已經(jīng)不能看出切圓的形狀，中心區(qū)域溫度將近2 000 K。

如圖1所示，在鍋爐的燃燒器區(qū)域，每個(gè)角分布六層一次風(fēng)噴口，一次風(fēng)沿爐膛斷截面中心線方向?qū)⒚悍鬯腿霠t膛；在一次風(fēng)上下各布置一層二次風(fēng)噴口，與一次風(fēng)呈3°的夾角沿逆時(shí)針進(jìn)入爐膛，對(duì)一次風(fēng)進(jìn)行啟旋，并提供燃燒所需空氣；每?jī)蓪右淮物L(fēng)噴口下方布置一層油噴口，在鍋爐啟動(dòng)時(shí)，通入少量油進(jìn)行點(diǎn)火，鍋爐穩(wěn)定燃燒后通入二次風(fēng)；在燃燒器上部布置兩層燃盡風(fēng)噴口，并預(yù)置順時(shí)針方向25°偏角；燃燒器部分的噴口，可在豎直方向進(jìn)行±15°擺動(dòng)。

2 計(jì)算模型及數(shù)值方法

2.1 網(wǎng)格的劃分

如圖2所示，鍋爐模型整體較為規(guī)則，因此網(wǎng)格劃分主要采用結(jié)構(gòu)化的六面體網(wǎng)格；鍋爐自下部灰斗區(qū)域到上部爐膛出口區(qū)域，依次進(jìn)行分區(qū)處理，在燃燒器區(qū)域?yàn)榉乐钩霈F(xiàn)偽擴(kuò)散現(xiàn)象，對(duì)該區(qū)域網(wǎng)格進(jìn)行加密處理；經(jīng)網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證，并考慮計(jì)算效率后，最終確定網(wǎng)格數(shù)量為155萬。

2.2 計(jì)算方法

煤粉燃燒過程是一個(gè)十分復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程，利用FLUENT 進(jìn)行模擬時(shí)需要選取合適的數(shù)學(xué)模型。湍流方程采用Realizable k-ε模型對(duì)爐膛內(nèi)部旋轉(zhuǎn)氣流進(jìn)行描述；爐內(nèi)煤粉燃燒選擇非預(yù)混燃燒PDF模型進(jìn)行模擬；爐內(nèi)煤粉顆粒之間存在的輻射換熱選取P1模型描述；由于煤粉燃燒過程中氣相吸收系數(shù)會(huì)發(fā)生變化，因此選用WSGGM進(jìn)行描述；利用拉格朗日隨機(jī)軌道追蹤煤粉顆粒的運(yùn)動(dòng)；并利用Rosin-Rammler分布描述煤粉顆粒的分布；煤粉顆粒在爐膛內(nèi)熱解過程選取雙方程競(jìng)爭(zhēng)模型描述；并對(duì)于焦炭的燃燒選用動(dòng)力學(xué)擴(kuò)散控制速率模型

；控制方程采用SIMPLE算法，其余方程采用一階迎風(fēng)格式

。

2.3 邊界條件

如圖7（b）為爐膛出口截面溫度分布，工況1高溫區(qū)域在截面最右側(cè)，整體溫度表現(xiàn)為截面右側(cè)溫度高于截面左側(cè)溫度；相比于工況1，工況6、工況7高溫區(qū)域面積更大，高溫區(qū)域主要分布在截面中心區(qū)域，截面上溫度分布趨于均勻；工況8 比工況1、工況6、工況7 高溫區(qū)域面積更大，并且工況8 高溫區(qū)域主要集中在截面左側(cè)區(qū)域，使得截面上熱偏差更大。

2.4 模擬工況

如表3所示，本文模擬一共分為8個(gè)工況，各個(gè)工況均采用單因子分析法。工況1 為原始工況；工況2至工況5 在工況1的基礎(chǔ)上改變相鄰兩角的燃盡風(fēng)風(fēng)門開度，研究風(fēng)門開度對(duì)爐內(nèi)熱偏差的影響，燃盡風(fēng)開度變化主要改變?nèi)急M風(fēng)風(fēng)量，由于燃燒器噴口面積一定，因此改變?nèi)急M風(fēng)風(fēng)門開度在數(shù)值模擬過程中主要通過燃盡風(fēng)速度改變來控制；工況6 至工況8 在工況1 的基礎(chǔ)上將燃燒器進(jìn)行一定角度的上擺，研究燃燒器上擺爐內(nèi)熱偏差的影響。

3 計(jì)算結(jié)果分析及討論

3.1 模擬準(zhǔn)確性驗(yàn)證

通過自制調(diào)查問卷對(duì)所選患者進(jìn)行調(diào)查,調(diào)查前先對(duì)調(diào)查內(nèi)容及目的進(jìn)行介紹,取得患者同意,主要調(diào)查以下內(nèi)容:①性別、年齡、患病狀況等基本信息。②流感及流感疫苗的認(rèn)知情況。③流感疫苗接種情況、態(tài)度等。共發(fā)放問卷1100份,回收1100份,回收率為100%。

3.2 爐膛內(nèi)速度及溫度分布狀況

切圓鍋爐中煤粉穩(wěn)定燃燒的前提條件是擁有一個(gè)良好的速度場(chǎng)。如圖3（a）所示，氣流被燃燒器帶入爐膛內(nèi)，速度分布呈現(xiàn)四周高中心低，即在燃燒器噴口附近氣流速度高，遠(yuǎn)離燃燒器噴口部位氣流速度低，并且兩側(cè)氣流速度分布較為均勻?qū)ΨQ，主氣流呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。在燃燒器區(qū)域及燃盡風(fēng)區(qū)域氣流速度較高；下部灰斗區(qū)域及燃盡風(fēng)區(qū)域上部氣流速度較低；氣流經(jīng)過折焰角時(shí)，由于折焰角的阻擋作用，使得折焰角上部氣流速度大幅下降。圖3（b）所示，為一次風(fēng)截面速度等勢(shì)線分布，一次風(fēng)噴口攜帶煤粉氣流進(jìn)入爐膛，上游氣流沖擊下游氣流，使得煤粉氣流發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在爐膛內(nèi)四角的一次風(fēng)噴口射流形成一個(gè)十分對(duì)稱的切圓，由于氣流的剛性較強(qiáng)，因此氣流并未出現(xiàn)刷壁的現(xiàn)象。

鍋爐內(nèi)煤粉的燃燒是一個(gè)十分復(fù)雜的過程，由圖3（c）可以看出，爐內(nèi)溫度分布與速度分布狀況相似，在燃燒器附近溫度較高，而爐膛中部區(qū)域溫度較低，并且兩側(cè)溫度分布基本呈對(duì)稱分布；在鍋爐下部灰斗區(qū)域，溫度較低；燃燒器區(qū)域煤粉在高溫情況下迅速燃燒，使得這一部位溫度最高，近壁面處溫度將近2 000 K；在燃盡風(fēng)區(qū)域由于大量的冷空氣加入使得該部位溫度降低，之后由于下部缺乏空氣而未燃盡的煤粉，在該區(qū)域得到大量空氣的補(bǔ)充從而繼續(xù)燃燒，釋放大量的熱量，溫度有所回升。折焰角的存在阻擋了火焰直接進(jìn)入水平煙道，水平煙道中過熱器及再熱器的存在分割高溫?zé)煔?，使得在爐膛出口前部溫度區(qū)域均勻。由圖3（d）一次風(fēng)截面溫度等勢(shì)線分布可以看出，煤粉在燃燒器噴口附近燃燒，并在燃燒器噴口附近出現(xiàn)煙氣高溫卷吸現(xiàn)象，有利于煤粉的燃燒，截面上溫度分布較為對(duì)稱，并且呈現(xiàn)四周高中心低的趨勢(shì)；截面高溫區(qū)域距離爐膛壁面有一定距離，能夠有效地避免高溫結(jié)焦?fàn)顩r的出現(xiàn)。

當(dāng)前，對(duì)700 ℃鍋爐熱偏差優(yōu)化研究報(bào)道較少，本文主要對(duì)一臺(tái)700 ℃的660 MW Π型四角切圓鍋爐進(jìn)行模擬研究，通過改變?nèi)急M風(fēng)風(fēng)門開度以及燃燒器上擺角度來探究?jī)?yōu)化爐膛出口存在的熱偏差問題，以期為700 ℃鍋爐的研發(fā)提供一定程度的理論指導(dǎo)。

如圖4 所示，為各工況爐膛溫度沿爐膛高度的分布，各個(gè)工況溫度分布趨勢(shì)相近，爐內(nèi)最高溫度在1 900 K左右，能夠滿足實(shí)際工況要求；并且通過工況1 至工況5 可以看出，燃盡風(fēng)的改變不會(huì)影響燃燒器區(qū)域燃燒狀況；通過工況6 至工況8 可以看出，隨著燃燒器的上擺，在鍋爐的下部爐內(nèi)溫度逐漸降低，而在燃燒器區(qū)域、燃盡風(fēng)區(qū)域以及爐膛出口區(qū)域，爐內(nèi)溫度相較于未上擺工況有明顯的提高，說明燃燒器上擺使得爐內(nèi)高溫區(qū)域上移。

3.3 燃盡風(fēng)風(fēng)門開度對(duì)熱偏差的影響

圖5（a）為爐膛出口截面速度分布，工況1、工況2、工況5 速度分布狀況基本近似，高速區(qū)域在截面左、右兩側(cè)以及截面中心區(qū)域都有分布，雖然截面上速度分布表現(xiàn)為右側(cè)速度高于左側(cè)速度，但是工況2、工況5 相較于工況1 而言，截面上速度分布更加趨于均勻；工況3、工況4速度分布表現(xiàn)為截面右側(cè)速度高于左側(cè)速度，并且高速區(qū)域明顯偏向截面右側(cè)部位，相較于工況1，截面速度分布變得更加紊亂。

圖5（b）所示為爐膛出口截面溫度分布，工況1溫度分布表現(xiàn)為高溫區(qū)分布在截面右側(cè)部位，左、右兩側(cè)溫度偏差明顯；工況3、工況4溫度分布狀況相似，與工況1 溫度分布相同，工況3、工況4 都表現(xiàn)為右側(cè)溫度高于左側(cè)，但相比于工況1 高溫區(qū)域面積有明顯減??；工況2、工況5 溫度分布基本相同，對(duì)比工況1，工況2、工況5 高溫區(qū)域更加趨向于截面中心，并且高溫區(qū)域最高溫度有明顯降低，截面溫度左、右兩側(cè)偏差更低，整體溫度分布更加均勻。

信息化和智能化管理減輕了人力成本，解放了醫(yī)護(hù)人員［8］；信息流的全程貫通，實(shí)現(xiàn)了從供應(yīng)源頭把關(guān)耗材流通，及時(shí)監(jiān)督物流服務(wù)高效透明的全程化質(zhì)量管理，減少了耗材損耗，提高了物資供應(yīng)的及時(shí)性和安全性；零庫存管理、定數(shù)管理、消耗后結(jié)算、主動(dòng)推送等多項(xiàng)管理服務(wù)和SPD院內(nèi)物流精細(xì)化管理等系統(tǒng)服務(wù)，優(yōu)化了工作流程，提高了管理效率，降低了醫(yī)院管理成本，實(shí)現(xiàn)了耗材的精細(xì)化管理。

通過對(duì)比幾個(gè)工況截面速度及溫度分布，可以看出，工況2及工況5為最佳工況，即1號(hào)角、2號(hào)角及4號(hào)角、1號(hào)角燃盡風(fēng)風(fēng)門開度增大，能夠有效地降低爐膛出口截面上速度和溫度偏差。

3.4 燃燒器上擺對(duì)熱偏差的影響

本文研究的對(duì)象為某廠研發(fā)的一臺(tái)660 MW的700 ℃Π型四角切圓鍋爐，該鍋爐為直流鍋爐，單爐膛結(jié)構(gòu)，一次中間再熱，該鍋爐尺寸為18.816 m×16.8 m×63.29 m（寬×深×高），鍋爐制粉系統(tǒng)配備有6臺(tái)直吹式中速磨煤機(jī)，滿負(fù)荷時(shí)投入5臺(tái)運(yùn)行。

霍尼韋爾UOP的C3Oleflex技術(shù)可將丙烷脫氫轉(zhuǎn)化生產(chǎn)丙烯，基于鉑-氧化鋁的催化劑體系，具有低能耗、低排放、完全可回收的特點(diǎn)，能最大限度降低環(huán)境負(fù)擔(dān)。與同類技術(shù)相比，該技術(shù)更有利于降低現(xiàn)金生產(chǎn)成本、提高投資回報(bào)。自2011年以來，霍尼韋爾UOP已經(jīng)在中國(guó)成功授權(quán)了35套Oleflex技術(shù)。

如圖7（a）所示，爐膛出口截面速度分布，工況1高速區(qū)域主要分布在截面左右以及中部區(qū)域，工況6、工況7 高速區(qū)域主要集中在截面中心區(qū)域，工況8 高速區(qū)域集中在截面左側(cè)區(qū)域；通過對(duì)比可以看出工況6、工況7的兩側(cè)速度偏差最小，速度分布最為均勻；而工況8燃燒器上擺角度過大，使得爐膛下部的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)氣流在上升過程中經(jīng)過燃盡風(fēng)反切后，主氣流旋向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致爐膛出口截面上左側(cè)速度高于右側(cè)速度。

爐膛內(nèi)風(fēng)率及風(fēng)速參數(shù)如表1 所示，該鍋爐的設(shè)計(jì)煤種參數(shù)如表2 所示。鍋爐一、二次風(fēng)及燃盡風(fēng)噴口設(shè)置為速度入口，鍋爐爐膛出口為壓力出口設(shè)置1 000 K的回流溫度，并添加微負(fù)壓。

通過對(duì)比幾個(gè)工況截面溫度分布，可以看出燃燒器上擺角度的增大，會(huì)導(dǎo)致爐膛出口煙氣溫度升高，并且一定的上擺角度對(duì)降低爐膛出口截面熱偏差有明顯效果，而過大的上擺角度會(huì)使得截面溫度左側(cè)高于右側(cè)，增大截面熱偏差。

盾構(gòu)施工會(huì)對(duì)地層產(chǎn)生一定擾動(dòng)，由此引起的地層應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，以及隧道周圍巖體產(chǎn)生一定變形。地表沉降不僅與支護(hù)手段、隧道埋深和施工方法有關(guān)，同時(shí)亦會(huì)受水文地質(zhì)條件的影響。

3.5 各工況爐膛出口狀況數(shù)值分析

從圖片中直觀地分析爐膛出口熱偏差有一定的局限性，對(duì)于溫度分布相近工況不能明確區(qū)分，因此為了能更加清晰地分析各工況爐膛出口熱偏差，本文引入速度偏差Δ

，溫度偏差Δ

，用來表征爐膛出口截面右側(cè)與左側(cè)速度及溫度差值；引入截面速度分布不均系數(shù)

M

，截面溫度分布不均系數(shù)

M

，用來表征爐膛出口截面速度及溫度分布的不均勻性，具體公式如下：

為了驗(yàn)證模擬準(zhǔn)確性，如表4所示，將模擬數(shù)值與設(shè)計(jì)試驗(yàn)數(shù)值進(jìn)行了對(duì)比。由表中數(shù)據(jù)可以看出，只有高溫過熱器出口飛灰含碳量誤差超過5%，其余值誤差均在5%以下。即模擬工況所得數(shù)值能夠十分吻合試驗(yàn)數(shù)值，說明數(shù)值模擬能夠準(zhǔn)確地模擬實(shí)際運(yùn)行狀況。

將模擬所得數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算，并將計(jì)算所得爐膛出口截面速度及溫度參數(shù)繪制為折線圖（見圖8）。

由圖8（a）速度及溫度偏差可看出工況1 至工況5 中，工況2 與工況5 相比工況1，無論速度還是溫度偏差都有所減?。还r3相比工況1，速度及溫度偏差反而有所提升；工況4相比工況1速度及溫度偏差基本沒有變化；工況5爐膛出口截面的速度及溫度偏差最小，即為燃盡風(fēng)風(fēng)門開度改變的最佳工況。工況6 至工況8 中，工況6 速度偏差0.5 m·s

以上，溫度偏差在10 K 以上；工況7 速度偏差趨近0，基本不存在速度偏差，溫度偏差趨近10 K；工況8速度偏差在-1 m·s

左右，溫度偏差-45 K左右；工況6至工況8相比工況1，速度及溫度偏差都有優(yōu)化效果，但是工況6、工況7爐膛出口截面速度及溫度偏差都維持正值，而工況8 由于燃盡風(fēng)區(qū)域旋轉(zhuǎn)動(dòng)量較下部旋轉(zhuǎn)動(dòng)量高，從而使得爐膛水平煙道內(nèi)左側(cè)煙氣速度高于右側(cè)煙氣速度，導(dǎo)致爐膛出口截面煙氣溫度左側(cè)高于右側(cè)。

如圖8（b）速度及溫度分布不均系數(shù)所示，工況1速度分布不均系數(shù)在1.5左右，溫度分布不均系數(shù)在1.9左右；工況2至工況5對(duì)比工況1，可看出除工況3 外，其余工況速度及溫度分布不均系數(shù)均有所減小，其中，工況5在幾個(gè)工況中速度及溫度分布不均系數(shù)最小。工況6至工況8對(duì)比工況1，速度及溫度分布不均系數(shù)都有一定程度的減小，其中，工況7速度及溫度分布最均勻，兩個(gè)分布系數(shù)最小，速度分布不均系數(shù)小于1.1，溫度分布不均系數(shù)為1.02左右。綜合各個(gè)工況，可以得出，工況5為最佳的改變?nèi)急M風(fēng)風(fēng)門開度工況，工況7 為最佳燃燒器上擺工況；對(duì)比工況5、工況7 可看出，在燃盡風(fēng)反切25°基礎(chǔ)上，燃燒器上擺對(duì)熱偏差優(yōu)化效果優(yōu)于燃盡風(fēng)風(fēng)門開度工況。

4 結(jié)論

通過對(duì)700℃Π型四角切圓機(jī)組模擬，所得結(jié)論如下：

1）相鄰兩角燃盡風(fēng)風(fēng)門開度改變能夠在一定程度上優(yōu)化爐膛出口熱偏差，且工況5為最佳燃盡風(fēng)風(fēng)門開度工況，該工況爐膛出口熱偏差35 K左右。

2）燃燒器上擺會(huì)使?fàn)t內(nèi)火焰略微偏上，導(dǎo)致爐內(nèi)高溫區(qū)域上移，從而使得爐膛出口溫度偏高，并且一定角度的燃燒器上擺能夠有效地降低爐膛出口熱偏差。

1）經(jīng)濟(jì)基本面向好，預(yù)期未來回報(bào)率持續(xù)增長(zhǎng)，近端利率水平抬升帶動(dòng)遠(yuǎn)端國(guó)債收益率上漲，同時(shí)原油價(jià)格受需求增加而上漲。

3）工況5以及工況7為最佳工況，但相比之下，工況7 降低熱偏差幅度更大，爐膛出口熱偏差在10 K左右，即說明燃燒器上擺角度改變較燃盡風(fēng)風(fēng)門開度改變能夠?qū)t膛出口熱偏差優(yōu)化更加有效。

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