混煤燃烧过程未燃尽碳与NO x 排放协同优化研究
发布时间：2021-09-01 12:40
混煤燃烧技术作为电厂拓宽煤源的重要手段,已在我国电站锅炉中广泛运用。然而,混煤燃烧技术运用不合理则会造成燃烧效率低、污染物排放超标等问题。本文采用数值模拟、理论分析和试验验证相结合的手段,研究了不同混煤方式下的未燃尽碳量和NOx排放特性,以期获得混煤燃烧过程中未燃尽与NOx排放的协同优化策略。本文设计了2种用于混煤燃烧研究的试验炉,以试验炉为对象开展混煤燃烧的研究。研究结果表明:（1）对于未燃尽碳,采用炉内掺烧方式、针对低挥发分煤进行配风方式的优化、延长低挥发分煤在炉内的停留时间均能有效提高混煤的燃尽率,降低未燃尽碳;（2）对于NOx排放,采用炉内掺烧方式时,高挥发分煤析出的挥发分物质中包含大量中间产物HCN,其配合还原性气氛能将高挥发分煤在着火阶段生成的部分NOx还原。此外,试验炉的试验验证表明了数值模拟结果可以很好的反应试验炉中的趋势。以一台660MW四角切圆电站锅炉为对象,开展了电站锅炉的混煤燃烧研究。研究结果表明:（1）对于未燃尽碳,该电站锅炉混煤燃烧运行时包括混煤方式在内的多方面因素对混煤的未燃尽碳均有影响,但起决定性作用的是对低挥发分煤在炉内燃烧过程中的供O2状况。（2）对...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
012年和2013年中国的一次能源消费占比图
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文1.2.4 不同混煤燃烧方式的研究上述有关混煤燃烧技术的研究成果都是针对炉外掺混方式而言的，所谓炉外掺方式是指将经过处理后的不同煤种预先混合后再送入炉膛燃烧，这也是传统的混煤燃烧方式，由于其操作运行起来简单方便,在电站锅炉中运用最为广泛。除炉外掺混外，还有配煤管理较为复杂的炉内掺烧方式，炉内掺烧方式是指具有多燃烧器结构的燃烧设备在混煤燃烧运行过程中，存在不同层燃烧器燃用不同煤种。两种混煤燃烧方式如图 1-2 所示。对这两种混煤燃烧方式的定义最初来自日本学者 Ikeda[29]，Ikeda 将两种方式分别称为“out- furnace”和“in-furnace”，再结合两种方式各自的特点，故这里我将之分别翻译成中文炉外掺混和炉内掺烧方式。
Ox生成，忽略了快速型的生成机理。热力型 NOx中的 N 来自于空气中的 N2，由空气中的 N2和 O2在高温条件下得到，热力型 NOx的生成、还原模型采用较经典的 Zeldovic 机理[41]。一般而言度越高则热力型 NOx的生成也越多。燃料型 NOx中的 N 来自于燃料中所固有的 N，是主要需要考虑的 NOx类型据 De Soete 机理[42]，燃料型 NOx分为分别由挥发分 N 和焦炭 N 生成或还原。在挥发分析出时，挥发分 N 随挥发分析出并形成中间产物 HCN 和 NH3，这氮中间产物则和烟气中的组分相互作用生成 NOx或者将已生成 NOx还原成 N炭N则一般认为随着焦炭燃尽过程而直接转换成NOx或者将已生成的NOx还原 2-3 是燃料型 NOx的生成、还原示意图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同煤种及其燃烧特性对NOx排放浓度的影响[J]. 赵虹,张清福,杨建国. 热力发电. 2013(12)
[2]电站锅炉混煤燃烧技术综述[J]. 钟海. 能源研究与信息. 2012(01)
[3]采用双混合分数/概率密度函数方法模拟混煤燃烧[J]. 苏胜,蔡兴飞,吕宏彪,孙路石,向军,奉诚,王小龙. 中国电机工程学报. 2012(02)
[4]不同煤种燃烧中NOX排放规律的试验研究[J]. 杨冬,路春美,王永征,刘汉涛. 华东电力. 2006(06)
[5]采用双混合分数/PDF方法模拟混煤在四角切圆锅炉内的燃烧[J]. 方庆艳,黄来,姚斌,罗自学,周怀春,程刚,雷霖,段学农. 动力工程. 2006(02)
[6]煤粉燃烧排放特性数值模拟[J]. 李永华,陈鸿伟,刘吉臻,冯兆兴,李振中,黄其励. 中国电机工程学报. 2003(03)
[7]混煤燃烧特性的热重试验研究[J]. 高正阳,方立军,周健,阎维平. 动力工程. 2002(03)
[8]配煤是稳定发电煤质的方法之一[J]. 钟辉,张军,撒应禄. 锅炉技术. 2001(12)
[9]滴管炉中不同煤种NOX生成量的实验研究[J]. 朱全利,曾汉才,聂明局,徐涛. 华中电力. 1999(01)
[10]多煤种配煤特性的试验研究[J]. 姚强,岑可法,施正伦,曹欣玉,施正展,曹英武. 动力工程. 1997(02)
博士论文
[1]焦炭燃烧过程中氮转化机理与低NOx燃烧技术的开发[D]. 张秀霞.浙江大学 2012
[2]混煤高效低污染燃烧特性研究[D]. 李永华.华北电力大学 2001
本文编号：3376999
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
012年和2013年中国的一次能源消费占比图
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文1.2.4 不同混煤燃烧方式的研究上述有关混煤燃烧技术的研究成果都是针对炉外掺混方式而言的，所谓炉外掺方式是指将经过处理后的不同煤种预先混合后再送入炉膛燃烧，这也是传统的混煤燃烧方式，由于其操作运行起来简单方便,在电站锅炉中运用最为广泛。除炉外掺混外，还有配煤管理较为复杂的炉内掺烧方式，炉内掺烧方式是指具有多燃烧器结构的燃烧设备在混煤燃烧运行过程中，存在不同层燃烧器燃用不同煤种。两种混煤燃烧方式如图 1-2 所示。对这两种混煤燃烧方式的定义最初来自日本学者 Ikeda[29]，Ikeda 将两种方式分别称为“out- furnace”和“in-furnace”，再结合两种方式各自的特点，故这里我将之分别翻译成中文炉外掺混和炉内掺烧方式。
Ox生成，忽略了快速型的生成机理。热力型 NOx中的 N 来自于空气中的 N2，由空气中的 N2和 O2在高温条件下得到，热力型 NOx的生成、还原模型采用较经典的 Zeldovic 机理[41]。一般而言度越高则热力型 NOx的生成也越多。燃料型 NOx中的 N 来自于燃料中所固有的 N，是主要需要考虑的 NOx类型据 De Soete 机理[42]，燃料型 NOx分为分别由挥发分 N 和焦炭 N 生成或还原。在挥发分析出时，挥发分 N 随挥发分析出并形成中间产物 HCN 和 NH3，这氮中间产物则和烟气中的组分相互作用生成 NOx或者将已生成 NOx还原成 N炭N则一般认为随着焦炭燃尽过程而直接转换成NOx或者将已生成的NOx还原 2-3 是燃料型 NOx的生成、还原示意图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同煤种及其燃烧特性对NOx排放浓度的影响[J]. 赵虹,张清福,杨建国. 热力发电. 2013(12)
[2]电站锅炉混煤燃烧技术综述[J]. 钟海. 能源研究与信息. 2012(01)
[3]采用双混合分数/概率密度函数方法模拟混煤燃烧[J]. 苏胜,蔡兴飞,吕宏彪,孙路石,向军,奉诚,王小龙. 中国电机工程学报. 2012(02)
[4]不同煤种燃烧中NOX排放规律的试验研究[J]. 杨冬,路春美,王永征,刘汉涛. 华东电力. 2006(06)
[5]采用双混合分数/PDF方法模拟混煤在四角切圆锅炉内的燃烧[J]. 方庆艳,黄来,姚斌,罗自学,周怀春,程刚,雷霖,段学农. 动力工程. 2006(02)
[6]煤粉燃烧排放特性数值模拟[J]. 李永华,陈鸿伟,刘吉臻,冯兆兴,李振中,黄其励. 中国电机工程学报. 2003(03)
[7]混煤燃烧特性的热重试验研究[J]. 高正阳,方立军,周健,阎维平. 动力工程. 2002(03)
[8]配煤是稳定发电煤质的方法之一[J]. 钟辉,张军,撒应禄. 锅炉技术. 2001(12)
[9]滴管炉中不同煤种NOX生成量的实验研究[J]. 朱全利,曾汉才,聂明局,徐涛. 华中电力. 1999(01)
[10]多煤种配煤特性的试验研究[J]. 姚强,岑可法,施正伦,曹欣玉,施正展,曹英武. 动力工程. 1997(02)
博士论文
[1]焦炭燃烧过程中氮转化机理与低NOx燃烧技术的开发[D]. 张秀霞.浙江大学 2012
[2]混煤高效低污染燃烧特性研究[D]. 李永华.华北电力大学 2001
本文编号：3376999
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