350MW煤粉高炉煤气混燃锅炉燃烧数值模拟

发布时间：2017-07-21 05:04

  本文关键词：350MW煤粉高炉煤气混燃锅炉燃烧数值模拟

  更多相关文章： 锅炉 数值模拟 高炉煤气 氮氧化物

【摘要】：高炉煤气作为一种重要的副产煤气,其高效合理的使用对钢铁企业的经济效益和节能环保有着重要的意义。但在实际中高炉煤气低热值、包含较多惰性气、燃烧不稳定的缺点限制了它的应用范围。目前,钢铁企业将高炉煤气和煤粉混合燃烧发电的方法得到了应用。然而,高炉煤气较差的燃烧性能对锅炉内的燃烧产生了很大的影响,基于以上考虑本文通过数值模拟的方法对炉膛内的流场、温度场、各组分进行行了分析。本文首先分析了锅炉掺混0%、20%、30%、40%四种不同高炉煤气量情况时锅炉内的燃烧。经过比较可以看出掺烧高炉煤气对炉膛内部流场、温度场、各成分分布影响很大。其中不掺烧高炉煤气工况截面均温最高值比掺烧高炉煤气各工况最高值高一百度左右,可见掺烧高炉煤气后炉膛内部温度显著降低。此外,分析了炉膛上部流场、温度场,由于锅炉没有相关的消旋措施可以看出在上部依然存在较强的残余旋转,且随着掺烧高炉煤气量的增加,旋转越发的强烈。结合炉膛出口情况综合分析本文认为在掺烧20%高炉煤气时比较合适。此外对电厂1号炉低NOx燃烧器改造进行了模拟,分为两种情况,一种为采用位置较低的焦炉煤气喷口作为燃尽风喷口,另一种采用位置较高的新喷口作为燃尽风喷口,第一种情况虽然采用了空气分级的方法,在喷口区域形成了还原性气氛,但燃尽风送入过早,燃料没有在还原气氛下充分燃烧,导致抑制NOx生成效果不明显。采用第二种方法时很好地抑制NOx了的生成,结合对炉膛出口情况的综合分析得出在燃尽风量为15%～20%时最为合适。
【关键词】：锅炉 数值模拟 高炉煤气 氮氧化物
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK229
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 选题背景及其意义9-10
• 1.2 炉内燃烧控制NOx方法10-11
• 1.2.1 空气分级燃烧技术10
• 1.2.2 燃烧器区域低温火焰技术10-11
• 1.2.3 燃料分级燃烧技术11
• 1.2.4 低NO_x燃烧器技术11
• 1.3 国内外研究现状以及发展趋势11-13
• 1.4 课题研究内容13-14
• 第2章 锅炉的数值模拟14-23
• 2.1 基本守恒方程14-15
• 2.2 气相湍流流动模型15
• 2.3 气固两相流模型15-16
• 2.4 气相湍流燃烧模型16-18
• 2.5 煤的热解及燃烧模型18-20
• 2.5.1 挥发份析出过程18-19
• 2.5.2 焦炭表面燃烧模型19-20
• 2.6 辐射传热模型20
• 2.7 NO_x生成模型20-22
• 2.8 本章小结22-23
• 第3章 模拟对象23-27
• 3.1 锅炉的概况23-24
• 3.2 燃料情况分析24-25
• 3.3 炉膛的网格划分25-26
• 3.4 本章小结26-27
• 第4章 掺烧不同高炉煤气模拟计算27-40
• 4.1 锅炉内冷态分析27-30
• 4.2 锅炉温度场分析30-32
• 4.3 各工况氧浓度分布32-33
• 4.4 各工况CO浓度分布33-34
• 4.5 各工况CO_2浓度分布34-36
• 4.6 NO_x浓度分布36-37
• 4.7 炉膛出口分析37-38
• 4.8 本章小结38-40
• 第5章 燃烧器改造对炉膛内燃烧影响40-50
• 5.1 低燃尽风布置工况计算40-45
• 5.1.1 温度场分析40-42
• 5.1.2 成分分析42-45
• 5.2 高燃尽风模拟计算45-49
• 5.2.1 炉内温度场分析45-46
• 5.2.2 炉内烟气成分分析46-48
• 5.2.3 炉膛出口分析48-49
• 5.3 本章小结49-50
• 第6章 结论与展望50-52
• 6.1 结论50-51
• 6.2 展望51-52
• 参考文献52-55
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果55-56
• 致谢56

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;高炉煤气完全回收技术[J];机电设备;2003年05期

2 ;中国钢铁行业首次实现高效利用低燃值高炉煤气[J];冶金动力;2012年03期

3 王清福;梅山铁厂高炉煤气的回收与利用[J];冶金能源;1985年01期

4 王清福;湿式高炉煤气透平的热力膨胀计算[J];动力工程;1986年02期

5 徐福权;;多烧高炉煤气 节约一次能源[J];冶金动力;1989年04期

6 吴烈熙;杨世涵;陈寿华;;富余高炉煤气的综合利用[J];冶金动力;1992年01期

7 刘锡双,李旭东;本钢实现高炉煤气放散率为零的可能性[J];冶金动力;1993年04期

8 张兴良;;宝钢三期高炉煤气平衡及热电装置简介[J];上海节能;1996年10期

9 王东;利用干热高炉煤气的探讨[J];冶金动力;2001年03期

10 鲁明磊;沸腾锅炉改烧高炉煤气的实践及效益[J];冶金动力;2001年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 费宝祥;宋丽艳;;合理利用高炉煤气产生循环经济效益[A];2009年河北省冶金学会炼铁技术暨学术年会论文集[C];2009年

2 胡汉芳;王静;钱朝葆;李茂松;刘琳;许汉渝;钱音;;干法电除尘器净化高炉煤气的技术和效益分析[A];1997中国钢铁年会论文集（上）[C];1997年

3 唐凌;武红卫;李国英;;高炉煤气全分析技术[A];全国冶金自动化信息网2009年会论文集[C];2009年

4 费宝祥;宋丽艳;;合理利用高炉煤气产生循环经济效益[A];第七届(2009)中国钢铁年会大会论文集(中)[C];2009年

5 周维汉;;衡钢高炉煤气利用现状分析及对策措施[A];2010全国能源与热工学术年会论文集[C];2010年

6 ;开展技术创新,降低高炉煤气含水量[A];山东省群众性质量管理活动QC成果集[C];2002年

7 黄小亚;万金发;;高炉煤气富化技术[A];中国金属学会2003中国钢铁年会论文集（2）[C];2003年

8 党占东;崔安平;;高炉煤气利用途径探讨与效益分析[A];2004全国能源与热工学术年会论文集（2）[C];2004年

9 刘金;张艳霞;陈瑞芳;;宣钢炼铁厂中型高炉煤气除尘系统改造实践[A];河北冶金学会炼铁技术暨学术年会论文集[C];2006年

10 张琦;蔡九菊;吴增福;宋军;吴复忠;葛红;;高炉煤气在钢铁厂的应用[A];第七届全国工业炉学术年会论文集[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 苗家生邋毕玉才;鞍钢高炉煤气实现零排放[N];光明日报;2007年

2 通讯员　王维刚 记者　许卫兵;邯钢高炉煤气点天灯即将成为历史[N];河北日报;2006年

3 金荣生;鞍钢高炉煤气实现零排放[N];辽宁日报;2007年

4 首席记者 崔晓农　通讯员 韩秀培;太钢高炉煤气发电量创国内纪录[N];山西经济日报;2009年

5 本报记者 王庆 通讯员 兰娜;高炉煤气高效利用有新途径[N];中国冶金报;2014年

6 记者 张丽君 梁毅;鞍钢放散煤气终于找到“工作岗位”[N];中国冶金报;2004年

7 印红梅 董军;水钢高炉煤气放散率行业领先[N];中国冶金报;2007年

8 通讯员　侯金姝 吴兆军 王维刚 记者　常素莉;日夜不熄的高炉煤气“天灯”将成历史[N];河北经济日报;2006年

9 特约记者 刘炼;唐钢炼铁厂高炉煤气发电创出历史新高[N];现代物流报;2007年

10 刘炼;唐钢炼铁厂利用高炉煤气发电两个月增利405万元[N];中国冶金报;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 吕政;基于数据的高炉煤气系统建模与调度应用研究[D];大连理工大学;2016年

2 印建安;高炉煤气余压发电装置中炉顶压力稳定性分析与控制试验研究[D];浙江大学;2003年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 吕凯;高炉煤气中HCl脱除的热力学研究[D];河北联合大学;2014年

2 路建伟;350MW煤粉高炉煤气混燃锅炉燃烧数值模拟[D];华北电力大学(北京);2016年

3 孟繁滨;钢厂高炉煤气受入量预测方法的研究[D];大连理工大学;2012年

4 李海东;全烧富余高炉煤气汽轮发电系统的设计及应用[D];重庆大学;2008年

5 韩明荣;袋式除尘技术在高炉煤气除尘中的应用研究[D];燕山大学;2006年

6 张晖;分离式热管换热器在高炉煤气锅炉余热回收上的应用[D];南京理工大学;2012年

7 张琰;干法除尘高炉煤气的管道腐蚀机理与防护对策研究[D];东北大学;2014年

8 张婷婷;基于统计分类的高炉煤气系统调度单元确定[D];大连理工大学;2013年

9 舒浩;功能化室温离子液体的合成及其吸收高炉煤气的研究[D];辽宁科技大学;2014年

10 朱宇翔;基于人工神经网络的全燃高炉煤气锅炉燃烧预报研究[D];上海交通大学;2008年

，

本文编号：571495