碳中和碳达峰时代燃煤发电机组承担耦合消纳新能源、灵活调峰新任务，深度调峰时燃煤锅炉低负荷运行面临燃烧效率低、燃烧稳定性差等严峻挑战。深入理解低负荷下煤粉燃烧的不稳定机理，是发展燃煤锅炉安全稳燃技术，提高燃煤锅炉燃烧效率的基础前提。本文采用大涡模拟(LES)求解流体流动，采用拉格朗日方法跟踪煤颗粒运动，耦合涡耗散(ED)均相燃烧模型，构建了煤粉射流燃烧数值模拟方法。针对锅炉的变负荷运行情况，探究了不同给煤量对煤粉射流气固流动及燃烧放热特性的影响，分析阐明了低负荷低给煤量条件下煤粉射流燃烧不稳定机理。研究发现，在煤粉射流燃烧过程中，释热核心的形成、合并与发展是影响煤粉射流稳定燃烧性关键因素，释热核心的演化过程与燃料与氧化剂混合程度以及流体湍动程度密切相关。低负荷条件下给煤量减少，射流送风量减少，流场湍动程度降低，颗粒弥散减弱，颗粒呈现局部聚集，可燃气与空气混合不充分，形成大面积的非预混燃烧，煤粉燃烧热量释放出现空间不连续，难以发展形成大面积连续稳定的释热核心。释热核心的不稳定发展导致燃烧过程放热量的波动，当射流燃烧的放热功率波动幅度超过20%，即认为射流燃烧呈现出显著的不稳定。
 

煤粉燃烧，燃烧不稳定，大涡模拟，低负荷，释热核心