带三次风的煤粉炉低氮燃烧改造及数值模拟研究

发布时间：2017-10-28 17:21

  本文关键词：带三次风的煤粉炉低氮燃烧改造及数值模拟研究

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【摘要】：空气分级燃烧是目前电厂使用较为普遍的低氮燃烧技术之一,本文利用该技术分别对2台不同容量的四角切圆煤粉炉实施改造。改造是在数值模拟和现场试验的基础上完成的,文中同时也研究了新的燃烧系统中氧量、SOFA风门开度、摆角、开启层数、煤粉再循环、三次风等因素对燃烧的影响。首先,为了解锅炉的原始运行状况,采用Fluent软件计算改前工况下炉内的速度、温度、组分以及污染物分布情况,结果显示与现场数据较为接近,证明了计算模型的合理性。在该基础上进行的空气分级燃烧方案模拟,模拟得到420 t/h锅炉的最佳改造方案是在21.25 m标高处增设24%的燃尽风；通过对100t/h锅炉的改后模拟可以预测,炉内最高温度基本不超过1500℃,能实现30.5%的脱硝效率。对2台锅炉分别开展低NOx燃烧系统改造,改造除了各自增加SOFA喷口外,2台锅炉在三次风处理问题上有所不同,其中100 t/h锅炉的三次风采用浓淡分离手段,而420t/h锅炉未进行分离。最后,为探究锅炉在新燃烧系统下的最佳运行方式,分别对2台锅炉进行低NOx因素研究。研究表明,降低氧量可以减少NOx生成,但会导致可燃物含量增加,火焰上移,运行中应保持氧量不低于3%；SOFA摆角上摆不利于燃料燃尽,但可以降低NOx排放;磨煤机运行方式也会对NOx的排放浓度产生影响。2台锅炉实施空气分级燃烧改造后,经过多个工况的性能考核,出口NOx排放浓度均可控制在300mg/Nm3以下,改造满足要求。
【关键词】：数值模拟 低氮改造 NO_x排放 空气分级燃烧
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM621.2
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-14
• 1 绪论14-23
• 1.1 课题研究背景及意义14-15
• 1.2 NO_x的生成机理与控制技术15-19
• 1.2.1 NO_x的生成机理15-17
• 1.2.2 NO_x控制技术17-19
• 1.3 低氮燃烧相关研究进展19-22
• 1.3.1 空气分级燃烧试验及模拟现状19-20
• 1.3.2 煤粉炉低氮改造应用现状20-21
• 1.3.3 带三次风的煤粉炉改造21-22
• 1.4 课题来源及主要内容22-23
• 2 数学模型与计算方法23-28
• 2.1 软件介绍23-24
• 2.2 控制方程24-25
• 2.3 数学模型25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 3 420t/h煤粉炉低氮改造及数值模拟28-51
• 3.1 锅炉概况28
• 3.2 改造前运行工况数值模拟28-35
• 3.2.1 建模及网格划分29-30
• 3.2.2 数值模拟结果30-35
• 3.3 各低氮改造方案的数值模拟35-42
• 3.3.1 燃尽风高度对NO_x的影响35-39
• 3.3.2 燃尽风量对NO_x的影响39-42
• 3.4 低氮燃烧改造方案42-45
• 3.5 低氮改造试验研究45-49
• 3.5.1 低NO_x因素的研究45-47
• 3.5.2 性能试验工况安排47
• 3.5.3 测量方法及记录47-49
• 3.5.4 试验结果49
• 3.6 本章小结49-51
• 4 100t/h煤粉炉低氮改造及数值模拟51-71
• 4.1 锅炉概况51-52
• 4.2 改造前运行工况数值模拟52-57
• 4.2.1 建模及网格划分52-53
• 4.2.2 数值模拟结果53-57
• 4.3 低氮燃烧改造方案57-60
• 4.4 低氮改造方案的数值模拟60-63
• 4.5 低氮改造试验研究63-69
• 4.5.1 低NO_x因素的研究63-67
• 4.5.2 性能试验工况的安排67
• 4.5.3 测量项目及方法67-68
• 4.5.4 试验结果68-69
• 4.6 三次风在两炉上的比较69
• 4.7 本章小结69-71
• 5 全文总结和展望71-73
• 5.1 全文总结71-72
• 5.2 后续研究的展望72-73
• 参考文献73-76
• 作者简介76

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本文编号：1109221