350MW煤粉锅炉内流动及氮氧化物减排特性研究

发布时间：2024-06-07 02:37

　　随着国内对环保问题的重视,燃煤电厂氮氧化物排放标准日益严格,众多电厂锅炉必须进行低氮改造,鉴于烟气脱硝系统运行维护成本昂贵,大多数电厂选择炉膛低氮燃烧改造,炉膛低氮燃烧改造主要围绕着燃烧器改造和空气燃料分级燃烧改造两方面进行。本文以某350MW四角切圆煤粉炉为研究对象,数值模拟分析炉内低氮燃烧技术特点,并以此为基础进行锅炉燃烧器改造和燃料与空气分级系统的改造。文章首先简要介绍锅炉脱硝技术的发展和分类,然后使用三维软件对锅炉几何结构进行合理简化与建模,并根据锅炉特点划分合适的网格,然后利用Ansys Fluent软件对该锅炉选取合理的数值计算模型,采用DPM模型计算气体和颗粒的运动规律,湍流模型使用标准k-ε模型,煤粉的化学反应采用阿伦尼乌斯公式定义,煤粉挥发和燃烧模型分别为两步竞争反应和异相多表面反应,模拟并分析了炉膛内速度矢量场、温度场、各组分浓度场和煤粉颗粒的运动轨迹,为锅炉改造提供理论依据和技术支持。模拟结果表明当炉膛温度较低、煤粉颗粒停留时间适中时,NO_x浓度有所下降,主燃烧区低二次风率可降低燃烧温度,提升燃烧高度,较高的SOFA风率可减低出口烟温,减少炉...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 国内外在该方向的研究现状及分析
        1.2.1 锅炉脱硝技术简介
        1.2.2 炉内低NO_x燃烧实验研究
        1.2.3 炉内低NO_x燃烧数值模拟
    1.3 本文主要研究内容
第二章 NO_x生成与破坏机理及数学模型与数值方法
    2.1 NO_x生成与破坏机理
        2.1.1 热力型NOx

        2.1.2 燃料型NO_x

        2.1.3 快速型NO_x

        2.1.4 破坏机理
    2.2 数学模型与数值方法
        2.2.1 基本气相守恒方程
        2.2.2 湍流模型
        2.2.3 固相流动模型
        2.2.4 气相湍流燃烧模型
        2.2.5 煤粉燃烧模型
        2.2.6 辐射换热模型
        2.2.7 NO_x生成模型
    2.3 本章小结
第三章 锅炉数值模拟冷热态分析
    3.1 物理模型与边界条件
        3.1.1 炉膛模型
        3.1.2 网格划分
        3.1.3 边界条件
        3.1.4 煤粉参数设置
        3.1.5 反应方程参数
    3.2 数值模拟结果与分析
        3.2.1 速度场分布
        3.2.2 温度场分布
        3.2.3 各组分浓度分布
        3.2.4 NO_x分布
        3.2.5 煤粉运动轨迹分析
    3.3 本章小结
第四章 设计优化与试验分析
    4.1 存在问题与改造方案
        4.1.1 入口烟温波动范围大
        4.1.2 炉膛出口NO_x浓度高
        4.1.3 低氮改造方案
    4.2 试验内容与条件
        4.2.1 试验内容与目的
        4.2.2 试验参数测量
    4.3 试验结果与分析
        4.3.1 SCR进口NO_x浓度
        4.3.2 烟气温度和阻力
        4.3.3 锅炉效率
    4.4 本章小结
结论
展望
附件
参考文献
致谢
个人简历



本文编号：3990653

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