燃用褐煤塔式锅炉炉内过程及NO x 排放技术研究

发布时间：2021-01-22 03:57

　　我国的褐煤资源十分丰富,且具有高水分,高灰分,低发热量等特点,因此褐煤主要用来燃烧发电。超临界机组是目前先进成熟的发电技术,已成为当前煤炭清洁高效利用的优先选择技术,塔式锅炉由于在烟道结构上与其他炉型不同,具有占地面积小,无烟气转向,烟气流场均匀等特点,因此比较适合燃烧褐煤。本文以实际案例为基础,通过对燃用褐煤超临界机组塔式炉的炉内过程数值模拟计算,初步分析了炉内主要燃烧过程和关键参数对氮氧化物的排放的影响。本文借助FLUENT对吉林九台超临界塔式炉单炉膛八角切圆锅炉进行模拟,以锅炉BMCR工况和部分试验数据为基础,研究了燃尽风率、三组燃烧器拉开间距和燃尽风不同层数开闭对炉内温度场、炉内组分浓度、焦炭燃尽和NOx生成的影响;并选取燃尽风率和燃烧器之间间距距离这两个影响NOx的因素进行多元回归分析,找出影响因子与氮氧化物的回归分析表达式。研究表明:燃尽风率增加有利于降低NOx,但对炉内燃烧有影响;燃烧器间距拉大对NOx排放有利,但是间距拉大会造成出口焦炭质量分数增加;在开三层燃尽风情况下,紧凑型结构比松散型结构降低NOx效果好,且连开上三层结构比连开下三层结构,降低NOx排放效果好,相当... 

【文章来源】：上海发电设备成套设计研究院有限责任公司上海市

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号
第一章 绪论
    1.1 背景：环境现状及课题意义
    1.2 塔式褐煤锅炉介绍
    1.3 CFD介绍及塔式锅炉研究现状
    1.4 本文主要工作
第二章 模型介绍和选择
    2.1 基本守恒方程
        2.1.1 质量守恒方程
        2.1.2 动量守恒方程
        2.1.3 能量守恒方程
        2.1.4 控制方程的通用形式
    2.2 湍流模型
        2.2.1 湍流模型
        2.2.2 Boussinesq假设
        2.2.3 k ?ε 模型
    2.3 炉内气固两相湍流流动模型
        2.3.1 离散相颗粒模型
        2.3.2 气相湍流燃烧模型
        2.3.3 涡耗散模型（EBU）
    2.4 辐射模型
    2.5 煤的热解及焦炭燃烧模型
        2.5.1 挥发分模型
        2.5.2 焦炭模型
x生成模型">    2.6 NO_x生成模型
x">        2.6.1 热力型NOx

        2.6.2 燃料型NO_x

    2.7 本章小结
第三章 模拟对象和边界条件介绍
    3.1 模拟对象介绍
    3.2 模型介绍及网格划分
    3.3 边界条件介绍
        3.3.1 入口边界及燃料设置
        3.3.2 壁面条件
        3.3.3 出口条件
    3.4 本章小结
第四章 模拟结果及分析
    4.1 现场实际工况模拟
x分析计算">    4.2 不同燃尽风率下NO_x分析计算
        4.2.1 不同燃尽风率下炉膛温度分布
2的浓度分布">        4.2.2 不同燃尽风率下O₂的浓度分布
x分布">        4.2.3 不同燃尽风率下NO_x分布
x和燃料型NO_x分析">        4.2.4 热力型NO_x和燃料型NO_x分析
        本节小结
    4.3 燃烧器之间不同间隔距离对炉内燃烧的影响
        4.3.1 燃烧器运行参数
        4.3.2 不同燃烧器间隔对炉内温度场分布影响
        4.3.3 不同燃烧器间隔下氧量和NO的分析
        本节小结
x的影响">    4.4 燃尽风不同层数配风对NO_x的影响
        4.4.1 紧凑型结构和松散型结构分析
        4.4.2 紧凑型结构对比
        本节小结
    4.5 多元回归分析氮氧化物的影响
        4.5.1 多元回归分析法介绍
        4.5.2 数据分析及结果
        4.5.3 回归表达式验证
        本节小结
第五章 结论和展望
    5.1 本文主要研究结论
    5.2 下一步展望
参考文献
致谢
在学期间发表的学术论文和参加科研情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]1000MW超超临界四角切圆塔式锅炉燃烧器摆角变化对NOx排放影响的数值模拟[J]. 齐晓娟,丁历威,潘国清,李凤瑞,李剑,张明,熊建国.  电力与能源. 2015(03)
[2]四角切圆燃煤锅炉变SOFA风量下燃烧特性数值模拟[J]. 李德波,徐齐胜,沈跃良,邓剑华,刘亚明,温智勇.  动力工程学报. 2014(12)
[3]数值模拟计算在1000MW塔式锅炉NOx生成特性中的应用研究[J]. 沈跃云,高小涛.  数学的实践与认识. 2014(08)
[4]不同燃尽风风量对炉内燃烧影响的数值模拟[J]. 宋景慧,李兵臣,李德波,周少祥.  动力工程学报. 2014(03)
[5]1000MW超超临界塔式褐煤锅炉的研究[J]. 魏国华,宋宝军,夏良伟.  锅炉制造. 2014(01)
[6]基于多元回归分析法预测断层防隔水煤柱宽度[J]. 施龙青,徐东晶,邱梅,景行,刘磊.  煤炭科学技术. 2013(06)
[7]大容量塔式锅炉热力计算程序的开发与应用[J]. 赵超,张忠孝,周托,滕叶,蔡海军.  锅炉技术. 2012(02)
[8]1000MW超超临界塔式锅炉炉内水冷壁壁温计算研究[J]. 朱明,张忠孝,周托,赵超,滕叶.  动力工程学报. 2012(01)
[9]1GW单炉膛单切圆塔式锅炉炉内流场特性研究[J]. 李勇,罗晓明,严祯荣.  电站系统工程. 2011(06)
[10]国内火电厂氮氧化物排放现状及控制技术探讨[J]. 马风哪,程伟琴.  广州化工. 2011(15)

博士论文
[1]煤粉锅炉燃烧特性及降低氮氧化物生成的技术研究[D]. 王顶辉.华北电力大学 2014

硕士论文
[1]1000MW超超临界塔式褐煤锅炉炉内燃烧过程的数值研究[D]. 谢冰瑶.哈尔滨工业大学 2013
[2]300MW四角切圆煤粉锅炉低NOx燃烧的数值模拟研究[D]. 黄文静.上海交通大学 2013
[3]燃用褐煤锅炉燃烧调整参数及结构变化对NOX排放量的影响[D]. 黄隽佳.上海发电设备成套设计研究院 2012
[4]1000MW超超临界褐煤锅炉冷态空气动力场试验研究[D]. 沙龙.哈尔滨工业大学 2009
[5]1000MW超超临界褐煤锅炉炉内燃烧过程的数值模拟[D]. 辛娜娜.哈尔滨工业大学 2008
[6]1000MW单炉膛双切圆锅炉炉内燃烧过程的数值模拟[D]. 申春梅.哈尔滨工业大学 2006
[7]超临界煤粉锅炉低NOx燃烧数值模拟[D]. 崔星源.华北电力大学（北京） 2006



本文编号：2992505

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