电厂锅炉低NO_x燃烧系统技术研究

发布时间：2017-06-01 02:09

  本文关键词：电厂锅炉低NO_x燃烧系统技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：分离式燃尽风燃烧技术是电力企业目前降低NOx排放的主要手段之一,然而采用低NOx燃烧技术后可能造成锅炉水冷壁高温腐蚀问题,因此有必要对锅炉的低NOx燃烧系统和影响高温腐蚀的因素进行研究。 本文以一台420t/h切圆燃烧锅炉作为研究对象,利用Fluent软件模拟了锅炉的燃烧过程,分析了SOFA风高度、SOFA风风率、SOFA风布置方式和SOFA风切圆大小对锅炉燃烧过程烟温分布、残余旋转和NOx生成的影响。高温腐蚀机理研究采用动力学计算和烟气成分分析相结合的方法,分析研究温度和氧量因素对还原性气氛下H2S转化的影响。 模拟结果表明：随着燃尽风高度的增加,NOx排放逐渐降低后又升高,锅炉效率随高度的增加而逐渐降低,最佳燃尽风高度在4m附近；随着燃尽风比例的增加,NOX排放逐渐降低,但燃烧效率和锅炉效率降低,最佳燃尽风比例在22%附近。燃尽风喷口的布置方式对煤粉的燃烧过程影响较大,集中布置和分散布置相比穿透能力强,衰减慢,对炉膛的气流结构影响较大,但烟温分布呈狭长型,和集中布置相比分散反切布置的消旋效果更好。随单对角反切圆直径的增大,燃烧器层面高温区向里收缩,而在前后墙附近位置,高温区略微靠近。从炉膛出口气流的动力场可以看出,单个对角反切角度变化量5°反切消效果不明显。 H2S转化后的产物随着环境的改变而改变,强还原性气氛和氧化性气氛下分别以生成COS和SO2为主。只有在适度的还原性气氛和温度条件下,S2的浓度才最大,同时当温度高于1300k时,大部分H2S转化生成S02。在氧气浓度为2%附近存在一个转折点,模拟结果和试验结果能够较好的吻合。
【关键词】：分离式燃尽风 数值模拟 燃尽风高度 燃尽风比例 墙式布置 高温腐蚀 H_2S 机理研究
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TK229.6
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目次8-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 引言10-11
• 1.2 燃煤机组NO_X生成机理11-13
• 1.3 影响NO_X排放的因素13-14
• 1.3.1 煤种和煤中N的存在形式13-14
• 1.3.2 机组设计和运行因素14
• 1.4 控制NO_X排放的措施14-16
• 1.5 高温腐蚀16-19
• 1.5.1 高温腐蚀机理16-18
• 1.5.2 高温腐蚀的影响因素18
• 1.5.3 高温腐蚀的解决措施18-19
• 1.6 本课题的研究内容和方法19-20
• 2 煤粉炉燃烧数值模拟和H_2S转化机理计算模型20-27
• 2.1 湍流流动模型20-23
• 2.1.1 气相湍流模型21-22
• 2.1.2 颗粒相湍流模型22-23
• 2.2 燃烧模型23-24
• 2.2.1 气相湍流燃烧模型23-24
• 2.2.2 挥发份析出和焦炭燃烧模型24
• 2.3 辐射换热模型24-25
• 2.4 NO和H_2S转化机理计算模型25-26
• 2.4.1 NO计算模型25
• 2.4.2 还原性气氛下H_2S转化机理计算模型25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 3 420t/h锅炉炉膛低NO_X燃烧系统模拟研究27-58
• 3.1 锅炉概况27-29
• 3.2 数值模拟过程29-31
• 3.2.1 计算区域和网格划分29-30
• 3.2.2 边界条件选取30-31
• 3.3 结果分析31-56
• 3.3.1 SOFA风高度的影响31-34
• 3.3.2 SOFA风风率的影响34-40
• 3.3.3 SOFA风布置方式的影响40-49
• 3.3.4 SOFA风切圆大小影响49-56
• 3.4 本章小结56-58
• 4 还原性气氛下H_2S转化机理研究58-64
• 4.1 工况的安排58-59
• 4.2 试验结果分析59-60
• 4.3 模拟结果分析60-63
• 4.4 本章小结63-64
• 5 全文总结及展望64-66
• 5.1 总结64-65
• 5.2 展望65-66
• 参考文献66-73
• 作者简介73
• 教育经历73
• 主要项目经历73
• 发表论文73

【参考文献】

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本文编号：411317