220t/h煤粉锅炉低氮燃烧改造数值模拟研究
发布时间：2021-01-07 00:54
经济与社会发展所带来的环境负影响是目前人类所面临的巨大难题,其中NOx排放所造成的污染危害成为近些年来人们最关注的话题之一。目前国内对300MW1000MW大型电站四角切圆电厂锅炉NOx排放的研究较多,但是对供热主力设备小型热电厂锅炉进行低氮改造以及研究的并不多见。基于此背景,本文依托东南大学热电设计院参与的某热电中心的220t/h四角切圆煤粉锅炉低氮燃烧改造项目,将该锅炉作为研究对象,对低氮燃烧改造前后锅炉的不同工况进行数值模拟计算,对比分析炉内流场、温度场、组分浓度以及NOx污染物的分布情况,并预测改造后锅炉的运行状况,寻求较优的运行方式,从而优化改造后锅炉的运行,同时为后期的调试提供指导,并且本文研究所得出的关于运行参数选择等结论可供设计院后期对类似锅炉的低NOx改造和运行提供建议。本文首先论述了NOx的生成机理、控制方法以及目前国内外关于低氮燃烧改造的研究进展。其次具体介绍了数值计算中所采用的模型、边界条件、锅炉运行参数以及改造方案等。然后采用Fluent分别对改造前后的锅炉进行数值模拟计算,对比研究炉内速度场、温度场、组分浓度以及NOx污染物的分布情况,...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
015年中国能源消费占比考虑到我国的特殊国情和能源发展趋势，煤炭作为能源支柱的地位仍然不会发生改
东南大学硕士学位论文从而加重温室效应，对地表的生物造成危害，同时 NOx 还会与其他污染物在条件下形成“光化学烟雾”，严重危害人类健康[4-7]。我国开展控制 SOx 排放的时间较早，在“十一五”期间就主要解决电站排放问题，因此到目前为止技术已经相当成熟，而关于控制 NOx 排放是近些渐引起大家的重视。随着火电机组发电量的增加，NOx 的排放也不断增大，如控制，预计到 2020 年，全国 NOx 年排放量将达到 2363 万~2914 万 t，成为排放量第一大国[8-10]。如图 1.2 所示为我国近几年 NOx 年排放量[11]。
NOx 的生成机理十分复杂，因此有研究采用如下进行简化 NOx 的生成速率[43]：[][][]exp(/)[]22fTkONfuelERTdtdNOaabpr 2O 、 2N 、 fuel —分别为 NO 浓度、2O 浓度、2N 浓度、；正系数，342123f 4. 75 Cn Cq Cq Cq，其中 n 为碳原,8.1910,23.2,32,12.2234 C ；学温度，K；生反应所需活化能。数是快速型 NOx 生成的主要影响因素，而温度对其生成的5]，在一定范围内，快速型 NOx 的生成量与过量空气系数成到 1.4 时，快速型 NOx 的生成量达到最大值。通常在实际煤x 的生成量很小，约占 NOx 总量的 0%~5%，一般可忽略不计型 NOx：都包含 0.4%~3.4%的氮[47]。燃料中的氮化物经过一系列复杂
【参考文献】：
期刊论文
[1]300MW机组四角切圆锅炉SOFA反切消旋数值模拟[J]. 付忠广,王瑞欣,石黎,沈亚洲. 热力发电. 2017(03)
[2]600MW低NOx切圆炉膛燃烧优化分析[J]. 张晓宇. 中国电机工程学报. 2016(S1)
[3]300MW四角切圆燃烧锅炉低氮燃烧优化改造研究[J]. 姚建华,肖琨. 锅炉技术. 2016(04)
[4]600MW锅炉双尺度低氮改造后的燃烧特性及其机理分析[J]. 孙灵芳,任訸,郎坤,唐宏,侯波. 动力工程学报. 2016(07)
[5]600MW低氮改造切圆锅炉燃烧特性数值模拟[J]. 张晓宇,黄军,付林,张健,范永胜,沈炯,李益国. 电站系统工程. 2016(02)
[6]350MW锅炉低氮燃烧器改造后运行分析与研究[J]. 张学军,田松峰,尹丽辉. 华北电力技术. 2016(02)
[7]300MW四角切圆锅炉燃尽风布置方式对低氮燃烧特性的影响[J]. 刘帅,孙路石,李楠,曲庆功,赵鹏,向军,胡松,苏胜. 工程热物理学报. 2015(10)
[8]350MW煤粉锅炉低氮燃烧改造与参数优化设计[J]. 程怀志,文雷,宋正昶. 动力工程学报. 2015(09)
[9]600MW机组低氮燃烧器燃烧性能数值模拟[J]. 赵泽青,马素霞,武卫红,刘建华,李建荣. 电站系统工程. 2015(05)
[10]300MW贫煤锅炉低氮燃烧改造数值模拟[J]. 李永华,王士桥,郑平安. 锅炉技术. 2015(03)
博士论文
[1]大型电站锅炉SNCR/SCR脱硝工艺试验研究、数值模拟及工程验证[D]. 周英贵.东南大学 2016
[2]富氧燃烧过程中的NOx控制及其系统效率研究[D]. 游卓.浙江大学 2013
[3]电站锅炉低氮改造及结渣特性的试验与数值模拟研究[D]. 石喜光.浙江大学 2012
[4]基于尿素还原剂的选择性非催化还原高效脱硝技术的实验研究[D]. 陈镇超.浙江大学 2012
[5]大型电站锅炉深度低氮燃烧耦合SNCR和SCR脱硝研究[D]. 胡敏.浙江大学 2012
[6]大型电站锅炉SCR烟气脱硝系统关键技术研究[D]. 毛剑宏.浙江大学 2011
[7]超超临界墙式切圆锅炉炉内燃烧过程数值模拟及试验研究[D]. 曾令大.武汉大学 2011
[8]W型火焰锅炉燃用无烟煤低NOx燃烧技术机理和模化试验研究[D]. 陈瑶姬.浙江大学 2011
[9]四角切圆燃煤锅炉超细煤粉再燃技术数值试验研究[D]. 贾艳艳.大连理工大学 2008
[10]大型电站锅炉氮氧化物排放控制措施的技术经济比较[D]. 杨华.浙江大学 2007
硕士论文
[1]600MW FW型锅炉燃烧改造优化的数值模拟[D]. 姚卫刚.东南大学 2016
[2]300MW仓储式四角切圆锅炉三次风布置方式及低氮燃烧特性影响的研究[D]. 刘帅.华中科技大学 2015
[3]300MW四角切圆锅炉低氮燃烧改造数值模拟[D]. 王士桥.华北电力大学 2015
[4]330MW燃煤锅炉低NOx燃烧技术及数值模拟研究[D]. 吕旭阳.华北电力大学 2015
[5]300MW燃煤锅炉低氮燃烧器改造研究[D]. 黄俊杰.华南理工大学 2014
[6]600 MW燃煤锅炉低NOx燃烧优化运行研究[D]. 林兆宁.华北电力大学 2014
[7]600MW超临界锅炉低氮燃烧改造[D]. 宗晓辉.清华大学 2014
[8]某600MW机组锅炉低NOx改造数值模拟研究[D]. 杨姣.华北电力大学 2014
[9]低NOx改造对600MW锅炉性能的影响[D]. 布凡.华北电力大学 2014
[10]大型电站锅炉低氮燃烧数值模拟与角式墙式布置方式探究[D]. 王立睿.上海交通大学 2014
本文编号：2961574
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
015年中国能源消费占比考虑到我国的特殊国情和能源发展趋势，煤炭作为能源支柱的地位仍然不会发生改
东南大学硕士学位论文从而加重温室效应，对地表的生物造成危害，同时 NOx 还会与其他污染物在条件下形成“光化学烟雾”，严重危害人类健康[4-7]。我国开展控制 SOx 排放的时间较早，在“十一五”期间就主要解决电站排放问题，因此到目前为止技术已经相当成熟，而关于控制 NOx 排放是近些渐引起大家的重视。随着火电机组发电量的增加，NOx 的排放也不断增大，如控制，预计到 2020 年，全国 NOx 年排放量将达到 2363 万~2914 万 t，成为排放量第一大国[8-10]。如图 1.2 所示为我国近几年 NOx 年排放量[11]。
NOx 的生成机理十分复杂，因此有研究采用如下进行简化 NOx 的生成速率[43]：[][][]exp(/)[]22fTkONfuelERTdtdNOaabpr 2O 、 2N 、 fuel —分别为 NO 浓度、2O 浓度、2N 浓度、；正系数，342123f 4. 75 Cn Cq Cq Cq，其中 n 为碳原,8.1910,23.2,32,12.2234 C ；学温度，K；生反应所需活化能。数是快速型 NOx 生成的主要影响因素，而温度对其生成的5]，在一定范围内，快速型 NOx 的生成量与过量空气系数成到 1.4 时，快速型 NOx 的生成量达到最大值。通常在实际煤x 的生成量很小，约占 NOx 总量的 0%~5%，一般可忽略不计型 NOx：都包含 0.4%~3.4%的氮[47]。燃料中的氮化物经过一系列复杂
【参考文献】：
期刊论文
[1]300MW机组四角切圆锅炉SOFA反切消旋数值模拟[J]. 付忠广,王瑞欣,石黎,沈亚洲. 热力发电. 2017(03)
[2]600MW低NOx切圆炉膛燃烧优化分析[J]. 张晓宇. 中国电机工程学报. 2016(S1)
[3]300MW四角切圆燃烧锅炉低氮燃烧优化改造研究[J]. 姚建华,肖琨. 锅炉技术. 2016(04)
[4]600MW锅炉双尺度低氮改造后的燃烧特性及其机理分析[J]. 孙灵芳,任訸,郎坤,唐宏,侯波. 动力工程学报. 2016(07)
[5]600MW低氮改造切圆锅炉燃烧特性数值模拟[J]. 张晓宇,黄军,付林,张健,范永胜,沈炯,李益国. 电站系统工程. 2016(02)
[6]350MW锅炉低氮燃烧器改造后运行分析与研究[J]. 张学军,田松峰,尹丽辉. 华北电力技术. 2016(02)
[7]300MW四角切圆锅炉燃尽风布置方式对低氮燃烧特性的影响[J]. 刘帅,孙路石,李楠,曲庆功,赵鹏,向军,胡松,苏胜. 工程热物理学报. 2015(10)
[8]350MW煤粉锅炉低氮燃烧改造与参数优化设计[J]. 程怀志,文雷,宋正昶. 动力工程学报. 2015(09)
[9]600MW机组低氮燃烧器燃烧性能数值模拟[J]. 赵泽青,马素霞,武卫红,刘建华,李建荣. 电站系统工程. 2015(05)
[10]300MW贫煤锅炉低氮燃烧改造数值模拟[J]. 李永华,王士桥,郑平安. 锅炉技术. 2015(03)
博士论文
[1]大型电站锅炉SNCR/SCR脱硝工艺试验研究、数值模拟及工程验证[D]. 周英贵.东南大学 2016
[2]富氧燃烧过程中的NOx控制及其系统效率研究[D]. 游卓.浙江大学 2013
[3]电站锅炉低氮改造及结渣特性的试验与数值模拟研究[D]. 石喜光.浙江大学 2012
[4]基于尿素还原剂的选择性非催化还原高效脱硝技术的实验研究[D]. 陈镇超.浙江大学 2012
[5]大型电站锅炉深度低氮燃烧耦合SNCR和SCR脱硝研究[D]. 胡敏.浙江大学 2012
[6]大型电站锅炉SCR烟气脱硝系统关键技术研究[D]. 毛剑宏.浙江大学 2011
[7]超超临界墙式切圆锅炉炉内燃烧过程数值模拟及试验研究[D]. 曾令大.武汉大学 2011
[8]W型火焰锅炉燃用无烟煤低NOx燃烧技术机理和模化试验研究[D]. 陈瑶姬.浙江大学 2011
[9]四角切圆燃煤锅炉超细煤粉再燃技术数值试验研究[D]. 贾艳艳.大连理工大学 2008
[10]大型电站锅炉氮氧化物排放控制措施的技术经济比较[D]. 杨华.浙江大学 2007
硕士论文
[1]600MW FW型锅炉燃烧改造优化的数值模拟[D]. 姚卫刚.东南大学 2016
[2]300MW仓储式四角切圆锅炉三次风布置方式及低氮燃烧特性影响的研究[D]. 刘帅.华中科技大学 2015
[3]300MW四角切圆锅炉低氮燃烧改造数值模拟[D]. 王士桥.华北电力大学 2015
[4]330MW燃煤锅炉低NOx燃烧技术及数值模拟研究[D]. 吕旭阳.华北电力大学 2015
[5]300MW燃煤锅炉低氮燃烧器改造研究[D]. 黄俊杰.华南理工大学 2014
[6]600 MW燃煤锅炉低NOx燃烧优化运行研究[D]. 林兆宁.华北电力大学 2014
[7]600MW超临界锅炉低氮燃烧改造[D]. 宗晓辉.清华大学 2014
[8]某600MW机组锅炉低NOx改造数值模拟研究[D]. 杨姣.华北电力大学 2014
[9]低NOx改造对600MW锅炉性能的影响[D]. 布凡.华北电力大学 2014
[10]大型电站锅炉低氮燃烧数值模拟与角式墙式布置方式探究[D]. 王立睿.上海交通大学 2014
本文编号：2961574
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