预热解气燃烧方式数值模拟及对锅炉性能影响研究
发布时间：2021-08-25 12:17
在我国,燃煤发电在未来一段时间内仍将占据着能源主导地位,为降低燃煤电厂污染气体排放,本文提出一种NOx高效脱除技术,利用高温预热解装置处理煤粉,高温预热解产物直接输入炉膛与煤粉耦合燃烧实现超低NOx排放。本文采用数值模拟方法,以某电厂660MW超超临界四角切圆锅炉为模拟对象,对锅炉纯煤燃烧工况和预热解气燃烧工况进行了三维数值模拟,研究了高温预热解NOx脱除改造对燃烧性能和组分浓度的影响;通过优化热解气比例、热解气喷口高度和喷口上下摆动角度实现更好的NOx脱除效果同时保证锅炉燃烧效率。结果表明,采用该NOx高效脱除技术对炉膛内流场稳定和锅炉效率影响较小,燃尽区温度分布更加均匀,同时NOx脱除效率相比纯煤燃烧提高46%;通过对比不同模拟工况,认为热解气占比15%,热解气喷口高度41.3米,喷口上下摆角0°的条件对炉膛整体燃烧和高效NOx脱除是相对有利的,炉膛出口 NOx质量浓度47mg/Nm3。热解气比例高于15%或者热解气喷口位于炉膛较高位置都会使炉膛出口烟温升高,影响锅炉效率;热解气比例低于15%或者热解气喷口向下偏移会使热解气对NOx脱除效率降低,此外调节热解气喷口上下摆角会使火焰中...
【文章来源】：上海发电设备成套设计研究院有限责任公司上海市
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
空气分级燃烧示意图
术烟气脱硝技术通过对已生成主要包括干法脱硝、等离子脱硝、微生物法和吸附法等第一章绪论4NOx燃料分级燃烧的原理是将燃料分批次送入炉膛，一般将总燃料的1，燃料处于富氧燃烧状态，此后在再燃区将的燃料送入炉膛，并且不送入空气，因此再燃区过量空气系数NOx反应，从而减少ChenWY[16]使用携带流反应器模拟了甲烷、烟煤1100℃，停留时间约为0.2s，结果表明，褐煤炭的反NOx还原效率。、乙烷、乙烯、乙炔和天然气作为再燃燃料，研究1100℃及以下低温条件下的NOx排放的影响越明显，其中乙炔、放的效果。如图1.2所示，该技术在传统预燃室结构燃烧器基础上煤粉在着火初期易形成还原性气氛，有利于含氮中间产物发生还原反应生成NOx的排放值可以保持在低于的水平。图1.2煤粉浓缩预热低氮燃烧器示意图烟气脱硝技术通过对已生成NOx的烟气进行物理或化学中和的方法进行脱除，[19]。燃煤机组主要采用其中的生成。同时[15]。70%~90%送入1，煤粉NOx的排0.75以下几乎BilbaoR等[17]将氛，有利于含氮中间产物发生还原反应生成N2，减
Ox低NOx原始排放量，烟气脱硝技术作为二级脱硝，结合使用既能进一步降低排放，又可节省初始投资及运行成本排的关键研究技术。第一章绪论5NH3、尿素或是碳氢化合物）与NOx和选择性非催化还原技术catalyticReduction,SNCR)这两种，干法脱硝技术成熟，同时具有法的核心是其采用的催化剂，目前实际应用中使用较多的是320~420℃范围内活性最佳。SCR反应器装置1.3所示，烟气通过省煤器后进入SCRNOx还原为N2，化学反应如下[22]：4NO＋4NH3＋O2→4N2＋6H2O2NO2＋4NH3＋O2→3N2＋6H2O所示[23]。图1.3SCR脱硝系统示意图4NO＋4NH3＋O2→4N2＋6H2O8NH3＋6NO2→7N2＋12H2OSNCR窗口温度相近，能取得较好减排方法是先选用一种低氮燃烧技术作为一级脱硝，降[26]。可见低氮燃烧技术应作为燃煤电厂发生还原反应，NOxV2O5-WO3(或应器装置通常位反应器装置，(1-1)(1-2)(1-3)(1-4)850~1110℃NOxNOx减
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤粉预热–燃烧耦合过程中NO生成研究[J]. 王帅,龚彦豪,牛艳青,惠世恩. 中国电机工程学报. 2020(09)
[2]炉底漏风对炉内燃烧及NOx生成排放特性的影响[J]. 刘铭媛,陈国庆,戴维葆,孙俊威. 机械工程学报. 2019(24)
[3]1000MW超超临界锅炉低NOx燃烧器改造的数值模拟研究[J]. 关新河,李彦,朱群志,管明健. 中国电机工程学报. 2019(08)
[4]煤粉热解气化耦合燃烧超低氮燃烧技术进展[J]. 刘兴,和宇,卢旭超,熊小鹤,谭厚章,惠世恩. 洁净煤技术. 2019(02)
[5]考虑碳烟还原NO反应的煤粉燃烧仿真模型[J]. 刘长春,惠世恩,马砺,邓军. 燃烧科学与技术. 2017(04)
[6]空气分级燃烧技术的原理及工程应用与分析[J]. 李鹏翔. 锅炉技术. 2017(04)
[7]空气分级燃烧降低NOx排放机理及影响因素[J]. 邵伟涛,王文欢,潘卫国. 发电设备. 2017(01)
[8]细粉半焦预热燃烧过程中氮的迁移特性实验研究[J]. 么瑶,朱建国,欧阳子区,吕清刚. 中国电机工程学报. 2016(08)
[9]1000MW超超临界四角切圆塔式锅炉燃烧器摆角变化对NOx排放影响的数值模拟[J]. 齐晓娟,丁历威,潘国清,李凤瑞,李剑,张明,熊建国. 电力与能源. 2015(03)
[10]商业V2O5-WO3/TiO2催化剂SCR脱硝过程中PM2.5的排放特性及影响因素研究[J]. 张玉华,束航,范红梅,张亚平,杨林军. 中国电机工程学报. 2015(02)
博士论文
[1]煤/半焦富氧预热燃烧特性及NOx排放特性试验研究[D]. 朱书骏.中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所) 2019
硕士论文
[1]热电厂4×220t/h循环流化床锅炉超低排放脱硝改造研究[D]. 王哲.大连理工大学 2019
[2]生物质气耦合煤粉燃烧过程及NOx排放数值模拟[D]. 黄勇.华北水利水电大学 2019
[3]煤粉锅炉燃烬风配风率和相对高度对炉膛出口烟温影响[D]. 曹乘雀.上海发电设备成套设计研究院 2017
[4]燃用褐煤塔式锅炉炉内过程及NOx排放技术研究[D]. 李剑宁.上海发电设备成套设计研究院 2016
[5]330MW燃煤锅炉低NOx燃烧技术及数值模拟研究[D]. 吕旭阳.华北电力大学 2015
[6]低NOx改造对600MW锅炉性能的影响[D]. 布凡.华北电力大学 2014
[7]300MW四角切圆煤粉锅炉低NOx燃烧的数值模拟研究[D]. 黄文静.上海交通大学 2013
[8]基于SOFA风改造的300MW煤粉锅炉燃烧优化数值模拟研究[D]. 李代力.浙江大学 2012
[9]动力定位推力系统水动力干扰研究[D]. 张申.上海交通大学 2011
本文编号：3362101
【文章来源】：上海发电设备成套设计研究院有限责任公司上海市
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
空气分级燃烧示意图
术烟气脱硝技术通过对已生成主要包括干法脱硝、等离子脱硝、微生物法和吸附法等第一章绪论4NOx燃料分级燃烧的原理是将燃料分批次送入炉膛，一般将总燃料的1，燃料处于富氧燃烧状态，此后在再燃区将的燃料送入炉膛，并且不送入空气，因此再燃区过量空气系数NOx反应，从而减少ChenWY[16]使用携带流反应器模拟了甲烷、烟煤1100℃，停留时间约为0.2s，结果表明，褐煤炭的反NOx还原效率。、乙烷、乙烯、乙炔和天然气作为再燃燃料，研究1100℃及以下低温条件下的NOx排放的影响越明显，其中乙炔、放的效果。如图1.2所示，该技术在传统预燃室结构燃烧器基础上煤粉在着火初期易形成还原性气氛，有利于含氮中间产物发生还原反应生成NOx的排放值可以保持在低于的水平。图1.2煤粉浓缩预热低氮燃烧器示意图烟气脱硝技术通过对已生成NOx的烟气进行物理或化学中和的方法进行脱除，[19]。燃煤机组主要采用其中的生成。同时[15]。70%~90%送入1，煤粉NOx的排0.75以下几乎BilbaoR等[17]将氛，有利于含氮中间产物发生还原反应生成N2，减
Ox低NOx原始排放量，烟气脱硝技术作为二级脱硝，结合使用既能进一步降低排放，又可节省初始投资及运行成本排的关键研究技术。第一章绪论5NH3、尿素或是碳氢化合物）与NOx和选择性非催化还原技术catalyticReduction,SNCR)这两种，干法脱硝技术成熟，同时具有法的核心是其采用的催化剂，目前实际应用中使用较多的是320~420℃范围内活性最佳。SCR反应器装置1.3所示，烟气通过省煤器后进入SCRNOx还原为N2，化学反应如下[22]：4NO＋4NH3＋O2→4N2＋6H2O2NO2＋4NH3＋O2→3N2＋6H2O所示[23]。图1.3SCR脱硝系统示意图4NO＋4NH3＋O2→4N2＋6H2O8NH3＋6NO2→7N2＋12H2OSNCR窗口温度相近，能取得较好减排方法是先选用一种低氮燃烧技术作为一级脱硝，降[26]。可见低氮燃烧技术应作为燃煤电厂发生还原反应，NOxV2O5-WO3(或应器装置通常位反应器装置，(1-1)(1-2)(1-3)(1-4)850~1110℃NOxNOx减
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤粉预热–燃烧耦合过程中NO生成研究[J]. 王帅,龚彦豪,牛艳青,惠世恩. 中国电机工程学报. 2020(09)
[2]炉底漏风对炉内燃烧及NOx生成排放特性的影响[J]. 刘铭媛,陈国庆,戴维葆,孙俊威. 机械工程学报. 2019(24)
[3]1000MW超超临界锅炉低NOx燃烧器改造的数值模拟研究[J]. 关新河,李彦,朱群志,管明健. 中国电机工程学报. 2019(08)
[4]煤粉热解气化耦合燃烧超低氮燃烧技术进展[J]. 刘兴,和宇,卢旭超,熊小鹤,谭厚章,惠世恩. 洁净煤技术. 2019(02)
[5]考虑碳烟还原NO反应的煤粉燃烧仿真模型[J]. 刘长春,惠世恩,马砺,邓军. 燃烧科学与技术. 2017(04)
[6]空气分级燃烧技术的原理及工程应用与分析[J]. 李鹏翔. 锅炉技术. 2017(04)
[7]空气分级燃烧降低NOx排放机理及影响因素[J]. 邵伟涛,王文欢,潘卫国. 发电设备. 2017(01)
[8]细粉半焦预热燃烧过程中氮的迁移特性实验研究[J]. 么瑶,朱建国,欧阳子区,吕清刚. 中国电机工程学报. 2016(08)
[9]1000MW超超临界四角切圆塔式锅炉燃烧器摆角变化对NOx排放影响的数值模拟[J]. 齐晓娟,丁历威,潘国清,李凤瑞,李剑,张明,熊建国. 电力与能源. 2015(03)
[10]商业V2O5-WO3/TiO2催化剂SCR脱硝过程中PM2.5的排放特性及影响因素研究[J]. 张玉华,束航,范红梅,张亚平,杨林军. 中国电机工程学报. 2015(02)
博士论文
[1]煤/半焦富氧预热燃烧特性及NOx排放特性试验研究[D]. 朱书骏.中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所) 2019
硕士论文
[1]热电厂4×220t/h循环流化床锅炉超低排放脱硝改造研究[D]. 王哲.大连理工大学 2019
[2]生物质气耦合煤粉燃烧过程及NOx排放数值模拟[D]. 黄勇.华北水利水电大学 2019
[3]煤粉锅炉燃烬风配风率和相对高度对炉膛出口烟温影响[D]. 曹乘雀.上海发电设备成套设计研究院 2017
[4]燃用褐煤塔式锅炉炉内过程及NOx排放技术研究[D]. 李剑宁.上海发电设备成套设计研究院 2016
[5]330MW燃煤锅炉低NOx燃烧技术及数值模拟研究[D]. 吕旭阳.华北电力大学 2015
[6]低NOx改造对600MW锅炉性能的影响[D]. 布凡.华北电力大学 2014
[7]300MW四角切圆煤粉锅炉低NOx燃烧的数值模拟研究[D]. 黄文静.上海交通大学 2013
[8]基于SOFA风改造的300MW煤粉锅炉燃烧优化数值模拟研究[D]. 李代力.浙江大学 2012
[9]动力定位推力系统水动力干扰研究[D]. 张申.上海交通大学 2011
本文编号：3362101
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