应用于煤粉锅炉柔和燃烧技术试验研究

发布时间：2017-09-01 04:51

  本文关键词：应用于煤粉锅炉柔和燃烧技术试验研究

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【摘要】：柔和燃烧作为高效清洁的燃烧技术,在煤粉锅炉领域将有很大的应用前景和挑战。本文主要通过试验和数值模拟的方法,开展对煤粉锅炉柔和燃烧特性的研究。通过优化三次风入口位置,配气比,过量空气系数和热负荷等因素,使试验煤粉锅炉的燃烧效率和污染物排放符合环保部颁布的国标要求。试验得到以下几个规律,可为以后煤粉柔和燃烧的科研及应用提供参考。1、柔和燃烧有利于降低燃烧污染物排放,尤其是分级燃烧与柔和燃烧相结合,能够同时实现节能与环保的目标。2、在保证燃烧效率,减少煤粉不完全燃烧热损失的前提下,空气分级位置离炉膛入口距离越远,氮氧化物排放值越低。试验中,当三次风入口位置与炉膛总高度比值为0.72,过量空气系数为1.1,配气比为0.6时,煤粉锅炉柔和燃烧炉膛出口烟气中NOx含量为119mg/Nm3 (@9%O2),且此时燃烧效率约为98%。3、在综合考虑燃烧效率与低NOx排放条件下,当三次风入口位置比为0.72,分级柔和燃烧的配气比应在0.6-0.7较合理。4、煤粉锅炉柔和燃烧在二次风射流中心加入微弱的旋流空气,小于理论空气量的8%,将有利于降低烟气中CO含量,提高燃烧效率。5、柔和燃烧炉膛火焰温度分布较均匀,并且受配气比影响较小,受三次风入口位置、过量空气系数等因素影响较大。6、本文采用的PDF湍流燃烧模型、DPM离散模型能够较准确的模拟柔和燃烧的温度、流场、组分等特性。
【关键词】：柔和燃烧 煤粉 锅炉 低NOx 空气分级
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(工程热物理研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK229.63
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第一章 绪论13-27
• 1.1 选题的背景及意义13-15
• 1.2 低NO_x燃烧技术种类15-18
• 1.2.1 低过量空气系数运行16
• 1.2.2 燃料分级燃烧技术16
• 1.2.3 空气分级燃烧技术16-17
• 1.2.4 烟气再循环技术17
• 1.2.5 浓淡偏差燃烧技术17-18
• 1.3 柔和燃烧技术简介及国内外发展现状18-25
• 1.4 主要研究内容与预期目标25-27
• 1.4.1 研究内容25
• 1.4.2 预期目标25-27
• 第二章 试验与测量系统27-39
• 2.1 试验煤粉特性27-32
• 2.1.1 煤粉粒径分布27-28
• 2.1.2 元素分析28-29
• 2.1.3 工业分析29
• 2.1.4 灰熔点29-30
• 2.1.5 理论空气量30-31
• 2.1.6 理论烟气量31-32
• 2.1.7 燃烧效率计算方法32
• 2.2 试验台32-37
• 2.2.1 输煤装置32-34
• 2.2.2 燃烧器及试验锅炉34-36
• 2.2.3 测量方法36-37
• 2.3 本章小结37-39
• 第三章 柔和燃烧数值模拟方法39-45
• 3.1 模型描述39-41
• 3.2 模拟方法验证41-43
• 3.3 本章小结43-45
• 第四章 柔和燃烧试验与模拟分析45-85
• 4.1 三次风位置对煤粉锅炉柔和燃烧特性的影响46-55
• 4.1.1 模拟结果分析47-50
• 4.1.2 温度特性50-51
• 4.1.3 CO/NO_x排放51-55
• 4.2 配气比对煤粉锅炉柔和燃烧特性的影响55-62
• 4.2.1 模拟结果分析55-57
• 4.2.2 温度特性57-58
• 4.2.3 CO/NO_x排放58-62
• 4.3 过量空气系数对煤粉锅炉柔和燃烧特性的影响62-66
• 4.3.1 模拟结果分析62-63
• 4.3.2 温度特性63-64
• 4.3.3 CO/NO_x排放64-66
• 4.4 热负荷对煤粉锅炉柔和燃烧特性的影响66-68
• 4.4.1 温度特性67
• 4.4.2 CO/NO_x排放67-68
• 4.5 弱旋对煤粉锅炉柔和燃烧特性的影响68-72
• 4.5.1 温度特性69-70
• 4.5.2 CO/NO_x排放70-72
• 4.6 天然气对煤粉锅炉柔和燃烧试验72-73
• 4.6.1 温度特性72
• 4.6.2 CO/NO_x排放72-73
• 4.7 天然气柔和燃烧试验73-83
• 4.7.1 燃烧器和试验手段73-74
• 4.7.2 数值计算74-78
• 4.7.3 试验结果78-82
• 4.7.3.1 炉膛燃烧形态78-79
• 4.7.3.2 炉膛出口温度79-80
• 4.7.3.3 NO_x和CO排放80-82
• 4.7.4 结论82-83
• 4.8 本章小结83-85
• 第五章 结论与展望85-87
• 5.1 结论85-86
• 5.2 展望86-87
• 参考文献87-94
• 硕士在读期间发表论文情况94-95
• 致谢95

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