内置稳燃装置燃气锅炉燃烧及氮氧化物排放特性研究

发布时间：2020-12-14 15:04

　　钢铁行业高炉煤气产量丰富,其高效合理利用是企业节能减排的重要环节。本文以某钢厂75t/h内置稳燃装置高炉煤气、焦炉煤气混烧锅炉为研究对象,针对实际运行中存在的燃烧不稳定、热效率低及NO_X浓度高等问题进行研究并提出优化措施。首先,进行不同煤气掺烧比工况的燃烧调整试验,结果表明:随着焦炉煤气掺烧的增加,热效率和NO_X浓度均提高,锅炉全燃高炉煤气时,热效率较低,NO_X浓度为35mg/m~3,而掺烧40%焦炉煤气时,NO_X浓度达到了431mg/m~3,在综合考虑锅炉效率和NO_X浓度的同时,认为掺烧20%焦炉煤气较为合适,此时锅炉热效率为88.84%,NO_X排放浓度为152mg/m~3;同时进行不同掺烧比工况下的数值模拟,表明掺烧焦炉煤气后炉膛整体温度提高,NO_X浓度受炉内温度水平影响较大,其生成量随着掺烧比的增加而上升,上升幅度随掺烧比的增加而加快,且不同掺烧比工况下NO_X的试验数据与模拟结果吻合较好。其次,在锅炉常规运行工况下,对稳燃装置布置前后炉内速度场、温度场和NO_X分布进行模拟,结果表明:稳燃装置使火焰围绕其外围旋转上升,布置后的高炉煤气着火距离比布置前近,且布置后的... 

【文章来源】：武汉科技大学湖北省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 研究动态
        1.2.1 燃气锅炉现状及发展
        1.2.2 国内外煤气燃烧过程的研究概况
X控制方法简介">        1.2.3 NO_X控制方法简介
    1.3 本文研究内容
第2章 不同煤气掺烧比的燃烧调整试验
    2.1 高炉煤气燃烧理论
        2.1.1 高炉煤气燃烧特性
        2.1.2 高炉煤气着火及稳燃
        2.1.3 高炉煤气燃烧强化方法
    2.2 焦炉煤气燃烧特性
    2.3 锅炉不同煤气掺烧比燃烧调整试验
        2.3.1 锅炉热平衡计算
        2.3.2 锅炉参数
        2.3.3 测试方法
        2.3.4 测试工况
        2.3.5 测试煤气成分分析
    2.4 试验调整结果及分析
        2.4.1 锅炉常规工况运行结果分析
        2.4.2 锅炉不同煤气掺烧比运行结果分析
    2.5 本章小结
第3章 炉内燃烧过程数值模拟
    3.1 数学模型
        3.1.1 基本守恒方程
        3.1.2 气相湍流流动模型
        3.1.3 气相湍流燃烧模型
        3.1.4 辐射换热模型
X生成模型">        3.1.5 NO_X生成模型
    3.2 边界条件
    3.3 网格划分及无关性验证
        3.3.1 网格划分
        3.3.2 网格无关性验证
    3.4 稳燃装置布置前后炉内燃烧模拟
        3.4.1 稳燃装置布置前后速度场分布
        3.4.2 稳燃装置布置前后着火距离分析
        3.4.3 稳燃装置布置前后温度场分布
        3.4.4 稳燃装置布置前后氮氧化物分布
    3.5 本章小结
第4章 燃气锅炉运行优化分析
    4.1 不同焦炉煤气掺烧比下的炉内燃烧模拟
        4.1.1 不同焦炉煤气掺烧比下的温度场分布
        4.1.2 不同焦炉煤气掺烧比下的氮氧化物分布
        4.1.3 不同焦炉煤气掺烧比下的折焰角处参数
    4.2 不同负荷下的炉内燃烧模拟
        4.2.1 不同负荷下的温度场分布
        4.2.2 不同负荷下的组分场分布
        4.2.3 不同负荷下的氮氧化物分布
    4.3 不同过量空气系数下的炉内燃烧模拟
        4.3.1 不同过量空气系数下的温度场分布
        4.3.2 不同过量空气系数下的氮氧化物分布
        4.3.3 不同过量空气系数下的折焰角处参数
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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[3]低热值煤气混烧锅炉燃烧调整与节能优化研究[D]. 肖慧.武汉科技大学 2015
[4]170t/h三种煤气混烧锅炉运行优化[D]. 刘亚.华北电力大学 2015
[5]高炉煤气锅炉富氧燃烧技术及仿真研究[D]. 龚婷.中南大学 2014
[6]高炉煤气锅炉富氧燃烧技术应用研究[D]. 陆绍远.中南大学 2013
[7]燃油锅炉改烧高炉煤气的燃烧技术研究与数值模拟[D]. 刘桃.湘潭大学 2012
[8]燃煤锅炉高效改气技术研究及数值模拟[D]. 彭校辉.湘潭大学 2012
[9]低热值煤气分级着火燃烧技术及其应用研究[D]. 丁翔.华中科技大学 2009



本文编号：2916592