超細粉再燃低NO-,x-燃燒技術的數(shù)值模擬與實驗研究.pdf

1、燃煤電廠煤炭直接燃燒產(chǎn)生的NOx不僅危害環(huán)境，也直接威脅著人類的健康，因此控制電站鍋爐NOx排放的技術應運而生，燃料再燃是其中比較有效的方法之一，針對可能需要增加第二種燃料及燃盡率差的缺點，提出了以超細化煤粉作為再燃燃料，本論文在863項目“超細化煤粉再燃低NOx燃燒技術研究”的資助下對超細粉再燃進行了數(shù)值模擬和試驗研究。 論文以超細粉再燃低NOx燃燒技術的三段燃燒綜合體為研究對象，在中試試驗的基礎上對中試試驗CRF爐、600M

2、W示范機組四角切圓鍋爐和330MW旋流燃燒器墻式鍋爐進行超細粉再燃的數(shù)值模擬研究。 首先對CRF爐進行常規(guī)燃燒與超細粉再燃NOx生成的數(shù)值模擬與中試試驗，試驗結果超細粉再燃的NOx脫除率為52.3～65.4％，數(shù)值模擬NOx脫除率為58.20～75.06％。超細粉再燃與常規(guī)燃燒相比NOx脫除率與再燃區(qū)NOx還原率不成正比，它是由NOx還原率與燃盡區(qū)NOx新的生成綜合決定的。 其次600MW機組四角切圓燃煤鍋爐的數(shù)值模擬所

3、得NOx脫除率為42.36～62.8％。對于大容量四角切圓鍋爐的數(shù)值模擬，本文給出了一個可以有效減小偽擴散、流體流動方向與網(wǎng)格線方向一致、數(shù)目較少、計算精度較高的結構網(wǎng)格，該網(wǎng)格的數(shù)值計算結果清晰得捕捉到了四個角向火側和背火側靠近壁面處的小回流，而且計算溫度與爐膛溫度實測值較好的吻合。 對NOx的數(shù)值模擬，計算簡單、耗時較少的耦合求解及軟件自帶常規(guī)模型的后處理求解均可以滿足工程定性分析，但定量分析結果不理想，因此本文通過所用軟件

4、的用戶自定義接口接入了一個NOx的改進模型，該模型對NOx的生成和還原在不同的氛圍內采用不同的反應速率，且充分考慮了燃料再燃對NOx的中間產(chǎn)物HCN的影響，因此計算結果比原軟件自帶常規(guī)模型更清晰的反映出NOx生成和還原的變化，更適用于超細粉再燃技術。 最后330MW機組旋流燃燒器墻式鍋爐的數(shù)值模擬NOx脫除率為50.57％。針對該鍋爐可燃物損失大的問題，通過熱解實驗分析原因，提出改造方案，對原旋流燃燒器及改造方案的氣固兩相流進行