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基于可控高温预热解技术的600MW锅炉超低NO x 排放仿真研究

发布时间:2021-03-29 23:43
  煤炭是我国重要的基础能源和生产资料,煤炭燃烧过程中产生的氮氧化物就是主要的污染来源之一。本文将可控高温预热解装置超低氮燃烧技术应用在600MW等级锅炉改造方案,目的是使氮氧化物排放进一步降低,实现NOx≤50mg/Nm3的排放目标。本文以某电厂600MW四角切圆燃煤锅炉为研究对象,研究了在利用可控高温预热解装置先将来自制煤系统的一部分风粉混合物送入装置进行预处理之后,产生的还原性气体和剩余燃料通过高温预热解产物管道送入炉膛的还原区,利用燃料本身产物去还原燃料燃烧过程中产生的NOx,以此作为一项超低NOx高效燃尽技术,具体研究内容如下:首先,根据研究对象的特点,按照数值模拟的基本思想,借鉴相关文献的经验,通过分析各数值模拟计算阶段所用到的数学模型,建立系统的气相湍流流动模型、壁面函数模型、气固两相湍流流动模型、气相湍流燃烧模型、辐射换热模型、挥发分析出模型、焦炭燃烧模型和NOx生成计算方法。其次,本文通过考察锅炉的设计及运行概况,以Fluent数值模拟软件作为研究工具,用Gambit对整体锅炉建模,并根据实际的三维结构进行合理的网格划分,前处理完成后交由Fluent软件模拟整体炉膛的燃烧... 

【文章来源】:东北电力大学吉林省

【文章页数】:65 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

基于可控高温预热解技术的600MW锅炉超低NO x 排放仿真研究


图1-2分级燃烧屮煤粉颗粒反应路径小意??

结构图,模拟参数,锅炉,结构图


?东北电力大学工学硕士学位论文???“?丨?^?!??I??:.丨舉[.i?s??——mn—1?…i?_??I?9hH?|Hh?i?2〇*i?J?i?^?5??「:^S:-4??—?^?_;.??\?r ̄S?—一?\mni4??k ̄—\?'帽jj:s??I?4?.“,園;i??I?I? ̄??■二—麵卩??疆?」?丄I?iffll?5??I?:?一?爆??^ ̄,_丨一...■哪*?^g-4??\/?.::?1??\?/?—?lU鬧??\y??图3-1锅炉结构图??3.2模拟参数设置??在利用Fluent求解器进行模型求解前,需在Gambit网格划分软件内建好网格和设置好??边界条件,之后输出mesh文件求解计算。??3.2.1计算域的选择及网格划分??本文研究的锅炉模型,经磨煤机处理后,将一定细度的煤粉由一次风分别从五层一次??风喷口送入炉膛,随后与二次风充分掺混后混合燃烧,煤燃烧所发生的化学反应产生的热??量随着高温烟气穿过炉膛进入炉膛上方的受热面,水平烟道以及后竖井烟道(低温过热器,??省煤器)。在此基础上建立三维全尺寸的炉膛模型,各层燃烧器喷口按实际图纸的尺寸大??小测绘,按照各层燃烧器实际气流方向进行数值模拟,一、二次风各层喷口风速按现场实??际运行风速投入。整个炉膛的计算区域从冷灰斗到尾部竖井烟道出口。将计算区域分为:??冷灰斗区域、主燃烧区域、还原气氛区域、燃尽区域、换热区域。??考虑到整个数值计算所能达到的精度与划分网格时整体模型网格质量的好坏有直接??20??

质量图,网格单元,计算精度,质量


?东北电力大学工学硕士学位论文???0.95,符合计算精度的要求。??(2)检查网格单元的偏斜程度(Equiangle?Skew),结果如下图3-4:??Total?Elements:?100??Active?Elements:?50?(50%)??W?Show?worst?element??Lower?Fq??ra??Upper?F;??I??D?1??■■■■圓圓?Hnninai??Update?|?Reset?|?Close?|??图3-4偏斜程度??最坏的网格单元质量为:0.84,此项指标同样符合计算精度的要求。??(3)检查网格单元的纵横比(Aspect?Ratio),结果如下图3-5:??Total?Elements:?5899946??Active?Elements:?5899946?(100.00%)??W?Show?worst?element??Lower??PH??Upper?^??I?=〇??iae?顧■uuimiumniiiiiiiiinl??Update?|?Reset?|?Close?丨??图3-5纵横比??最大的单元纵横比为:3.5,符合计算精度的要求。??综上检测结果显示,整体模型的网格量为589万,且各项网格质量的指标参数都符合??数值计算的要求。后续的计算结果也表明,网格的划分满足了后续各类改造工况计算的精??度需要。下一步指定边界和连续区域,以方便在Fluent设置中根据实际锅炉水冷壁的分布??以及换热量来设置不同区域的对流换热参数。最后为Fluent输出网格。??3.2.2边界条件的设置??在现有燃料量及煤种的元素工业分析基础上,利用常用固体


本文编号:3108418

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