300MW四角切圓燃煤鍋爐O2-CO2氣氛下燃燒的數(shù)值模擬.pdf

1、中國(guó)是一個(gè)產(chǎn)煤和耗煤大國(guó)，燃煤發(fā)電在整個(gè)電力工業(yè)中占主導(dǎo)地位。煤炭行業(yè)對(duì)推動(dòng)中國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長(zhǎng)有很大的幫助，但同時(shí)也帶來(lái)環(huán)境問(wèn)題，中國(guó) CO2排放量居世界首位。在全球變暖的大環(huán)境下，中國(guó)降低溫室氣體排放成了剛性需求，必須采用新的節(jié)能減排技術(shù)手段。
　　富氧燃燒技術(shù)作為一種能有效控制溫室氣體和污染物排放的高效的潔凈燃燒技術(shù)，逐漸引起人們的重視。目前，富氧燃燒技術(shù)已經(jīng)被許多國(guó)家認(rèn)可，并在理論和工程應(yīng)用方面取得了不小的進(jìn)展，但仍處于初

2、級(jí)階段，還有許多技術(shù)問(wèn)題需要解決。對(duì)富氧燃燒技術(shù)進(jìn)行研究，用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法需要搭建大型試驗(yàn)臺(tái)，周期長(zhǎng)且費(fèi)用高，而運(yùn)用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬則可經(jīng)濟(jì)高效的解決該問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的不斷提高和數(shù)值模擬軟件的日趨成熟，數(shù)值模擬結(jié)果越來(lái)越準(zhǔn)確，對(duì)工程實(shí)踐有著重要的指導(dǎo)意義。
　　為了能夠?qū)2/CO2氣氛下的爐內(nèi)燃燒特性有更深入的了解，文章以一臺(tái)300MW四角切圓煤粉鍋爐為研究對(duì)象，通過(guò)ICEM軟件建立爐膛三維結(jié)構(gòu)并生成網(wǎng)格，在 fluen

3、t軟件中選擇合適的數(shù)學(xué)模型，分別在空氣氣氛和O2/CO2氣氛下，對(duì)爐內(nèi)流動(dòng)、傳熱、燃燒及污染物排放規(guī)律進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果顯示：O2體積分?jǐn)?shù)同為21％時(shí)，O2/CO2氣氛燃燒的爐內(nèi)溫度水平遠(yuǎn)低于空氣氣氛，火焰中心位置上移，燃燒特性變差；O2/CO2氣氛下，隨著O2體積分?jǐn)?shù)的升高，爐內(nèi)溫度明顯提高，燃燒特性改善，O2體積分?jǐn)?shù)為29%的工況燃燒狀況最好；NOx的產(chǎn)生受溫度和 O2體積分?jǐn)?shù)的共同影響，O2體積分?jǐn)?shù)同為21%時(shí)，O2/CO2氣氛

4、下的NOx體積分?jǐn)?shù)比空氣氣氛下低，NOx體積分?jǐn)?shù)隨著O2體積分?jǐn)?shù)的升高而上升；爐內(nèi)煙氣總生成量降低，排煙損失減少；干燥煙氣中CO2體積分?jǐn)?shù)可達(dá)90%以上，便于捕集。文章還研究了低負(fù)荷運(yùn)行對(duì)燃燒穩(wěn)定性的影響以及爐膛漏風(fēng)對(duì)燃燒特性的影響。
　　文章還對(duì)O2/CO2氣氛燃燒的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了評(píng)估，一方面定量地對(duì)比了制氧成本和脫硝成本的高低，指出達(dá)到同等除氮效果時(shí)，制氧的成本更低，另一方面指出了富氧燃燒捕集CO2成本也比傳統(tǒng)NH3吸收法效率高