生物质炉排炉燃烧过程的CFD数值模拟研究

发布时间：2020-09-18 16:24

　　我国拥有丰富的生物质资源,据统计,我国秸秆产量约6亿吨/年。利用生物质发电兼具环境效益与社会效益。本文以一台额定蒸发量为130t/h生物质往复式水冷炉排炉为研究对象,提出二次风掺混再循环烟气燃烧的方式,应用计算流体力学(CFD)数值模拟方法对炉内燃烧过程进行研究,旨在解决生物质锅炉实际运行中常出现的问题,为锅炉实际运行操作提供理论指导。计算结果表明,上二次风喷入再循环烟气有利于增强炉膛上部气流扰动,提高燃烧的的均匀性,进而提升燃尽率,同时,降低屏区火焰温度,减轻大屏积灰结渣风险;后墙下二次风掺混一定比例的再循环烟气,可以改善喉口截面的温度分布,且主燃区形成还原性气氛,燃烧反应速度下降,有效抑制了热力型NO_x的生成。通过优化调整再循环烟气配风布置,得到一种燃尽程度高、温度分布均匀的燃烧工况,NO_x排放浓度下降为169.9 mg/Nm~3,相对于无再循环烟气时减少了32.1%。进一步探究该生物质炉排炉的燃料适应性,校燃料核计算结果验证了该锅炉对于炉燃料的调整有一定适应性。由于炉膛出口NO_x排放浓度受燃料氮的影响很大,建议实际应用氮含量较低的生物质燃料。为响应国家减排政策,对该生物质炉排炉进行选择性非催化还原(SNCR)脱硝设计。SNCR喷枪的布置形式和氨氮摩尔比(NSR)会影响脱硝效率。模拟结果显示,当NSR取1.5时,SNCR喷枪前后墙对冲布置的脱硝效率为34.2%;喷枪前墙侧墙布置时,脱硝效率提高至43.2%。当NSR由1.0增加到2.0时,NSR对脱硝效率的影响逐渐减弱,而氨逃逸的增速提高,建议NSR选择1.5。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X701;TK3
【部分图文】：

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