新型低NO_X旋流燃烧器的实验研究与数值模拟

论文摘要

在众多的燃煤过程NOx排放控制技术中，低NOx燃烧器是最经济和最有应用前景的低NOx燃烧技术之一。本文针对目前的低NOx旋流燃烧器难于适应多煤种变化方面的不足，研究开发一种能适应多煤种稳定燃烧，且系统简单、操作容易、调节灵活，同时能降低NOx排放的低NOx煤粉燃烧器，这对降低我国燃煤电厂NOx排放具有重要的理论意义和工程应用价值。本文主要研究内容和结论如下：对原型旋流燃烧器和新型低NOx旋流燃烧器进行了单角炉热态实验研究，同时测量和分析了炉内温度值及NO、O2等气相组分分布。研究结果表明，在燃用烟煤时，相对于原型旋流燃烧器，新型低NOx旋流燃烧器二次风为直流时NO降低比率最大，其次是内二次风为直流时，而外二次风为直流时反而上升。在通过实验验证所采用的模型正确的基础上，对单个原型旋流燃烧器和新型低NOx旋流燃烧器进行了冷、热态模拟研究，分析了流场和炉内温度值及NO、CO等气相组分分布，模拟结果表明，在燃用烟煤的时候，相对于原型旋流燃烧器，新型低NOx旋流燃烧器为二次风为直流时NO降低的比率最大，其次为内二次风为直流时，而外二次风为直流时反而上升。而燃用贫煤时，相对于原型旋流燃烧器，其中内二次风为直流时NO降低的比率最大，其次为外二次风为直流时，而中二次风为直流时反而上升。最后，采用把炉膛连同30只燃烧器作为一个计算域的方法模拟计算原型旋流燃烧器和新型低NOx旋流燃烧器在炉膛里燃用烟煤的燃烧过程，其结果表明：该方法模拟的结果可以更好的反应燃烧器的特性，更接近燃烧器在全炉膛燃烧的实际情况。相对于原型旋流燃烧器，新型低NOx旋流燃烧器中二次风为直流时NO降低的比率最大，其次为内二次风为直流时，而外二次风为直流时降低较少。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• x 生成机理'>1.2 燃煤 NO_x生成机理
• x 排放的方法'>1.3 控制 NO_x排放的方法
• x 燃烧器的研究进展'>1.4 国内外低 NO_x燃烧器的研究进展
• 1.5 课题提出及研究内容
• x 旋流燃烧器热态实验研究'>2 新型低 NO_x旋流燃烧器热态实验研究
• x 旋流燃烧器的介绍'>2.1 原型旋流燃烧器与新型低 NO_x旋流燃烧器的介绍
• x 旋流燃烧器热态实验'>2.2 原型旋流燃烧器与新型低 NO_x旋流燃烧器热态实验
• 2.3 数值计算模型
• 2.4 实验结果及分析
• 2.5 本章小结
• x 旋流燃烧器模拟研究'>3 新型低 NO_x旋流燃烧器模拟研究
• 3.1 建模和网格划分
• 3.2 模拟煤种
• 3.3 模拟工况和边界条件
• x 旋流燃烧器数值模拟结果分析'>3.4 单个新型低 NO_x旋流燃烧器数值模拟结果分析
• 3.5 本章小结
• x 旋流燃烧器全炉膛数值模拟研究'>4 新型低 NO_x旋流燃烧器全炉膛数值模拟研究
• 4.1 锅炉基本状况简介
• 4.2 锅炉建模及网格划分
• 4.3 模拟煤种
• 4.4 模拟工况和边界条件
• 4.5 全炉膛数值模拟计算结果及分析
• 4.6 本章小结
• 5 全文总结及展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 后续工作及展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 1 攻读硕士学位期间发表的论文和申请的专利