宽煤质适应性低氮氧化物燃烧器的研究

论文摘要

伴随我国电力行业的高速发展,电站锅炉的能源消耗量也是越来越大。随之而带来的环境污染问题日益严重,引起了人们的高度关注,电站锅炉排放的氮氧化物已经是目前大气污染控制的一个重要源头。四角切圆锅炉是目前国内火电机组的主要炉型之一。因此,本课题针对云南燃用劣质烟煤的四角切圆锅炉降低氮氧化物排放问题进行研究。本文对云南某电厂一台300MW机组锅炉进行低氮氧化物燃烧调整试验,通过调整锅炉负荷、过剩空气系数、二次风配风方式、煤粉燃烧器不同投运方式等,分析锅炉燃烧和氮氧化物排放情况,总结出早期CE型300MW四角切圆锅炉NO_X排放特性,提出了通过燃烧调整降低NO_X的措施。根据试验得到的四角切圆锅炉的NO_X排放规律,设计云南某电厂锅炉的低氮燃烧技术改造方案,利用Fluent计算流体力学软件对锅炉原始工况和设计工况进行数值模拟,研究锅炉内介质流动、传质传热以及炉内煤粉燃烧,分析炉内的组分浓度场、温度场和NO_X浓度分布。在锅炉脱NO_X和煤粉燃尽率综合考虑下,确定了最终的改造方案,并用低品质燃煤验证采用低氮燃烧器后锅炉的煤质适应性。通过对锅炉的燃烧调整试验以及数值模拟,得到了降低锅炉NO_X排放浓度的有效方案。锅炉在300MW负荷下NO_X排放浓度为413.64mg/m3,比改造前下降了47.6%。用低发热量劣质烟煤验证低氮燃烧器的煤质适应性,低负荷稳燃和NO_X排放均在可以接受范围内。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• X 排放控制技术的发展现状'>1.2 NO_X排放控制技术的发展现状
• 1.3 数值模拟技术在锅炉燃烧中的应用状况
• 1.4 课题的提出及主要研究内容
• X生成机理及低NO_X 控制技术'>第2章 电站锅炉NO_X生成机理及低NO_X控制技术
• X 生成机理'>2.1 燃煤电站锅炉NO_X生成机理
• X'>2.1.1 热力型NO_X
• X'>2.1.2 快速型NO_X
• X'>2.1.3 燃料型NO_X
• X 控制技术'>2.2 煤粉燃烧低NO_X控制技术
• 2.2.1 低氧燃烧技术
• 2.2.2 燃料分级燃烧技术
• 2.2.3 空气分级燃烧技术
• 2.3 本章小结
• 第3章 300MW 锅炉氮氧化物排放特性试验研究
• 3.1 试验内容和目的
• 3.2 设备规范
• 3.2.1 设备简介
• 3.2.2 锅炉主要技术参数
• 3.2.3 燃料特性
• 3.3 试验标准及试验方法
• 3.3.1 试验标准
• 3.3.2 测点布置
• 3.3.3 实验安排
• 3.4 试验结果及分析
• 3.4.1 机组负荷对氮氧化物排放影响
• 3.4.2 炉膛氧量对氮氧化物排放影响
• 3.4.3 风、煤配比对氮氧化物排放影响
• 3.4.4 降低氮氧化物排放对锅炉效率影响
• 3.5 本章小结
• 第4章 炉内过程的综合模拟方法及网格的划分
• 4.1 计算中涉及到的数学模型
• 4.1.1 炉内流动的数值模拟方法
• 4.1.2 煤粉炉内温度场数值模拟方法
• 4.1.3 煤粉颗粒运动轨迹的数值模拟
• 4.1.4 湍流化学反应的模拟
• X 生成的数值模拟方法'>4.1.5 NO_X生成的数值模拟方法
• 4.2 炉内过程典型数值计算方法
• 4.3 网格的划分
• 4.4 本章小结
• X 燃烧技术方案的数值模拟研究'>第5章 四角切圆锅炉低NO_X燃烧技术方案的数值模拟研究
• X 燃烧器技术方案设计'>5.1 低NO_X燃烧器技术方案设计
• 5.1.1 改造对象
• X 燃烧技术方案'>5.1.2 低NO_X燃烧技术方案
• 5.1.3 数值模拟计算工况设计
• 5.2 模拟可行性验证及边界条件
• 5.2.1 模拟可行性验证
• 5.2.2 边界条件
• X 生成的影响'>5.3 空气轴向分级对锅炉燃烧和NO_X生成的影响
• 5.3.1 不同顶层燃尽风（SOFA）高度的数值模拟研究
• X 排放的影响'>5.3.2 不同燃尽风（SOFA）风量对锅炉燃烧和NO_X排放的影响
• X 生成影响的数值模拟'>5.4 空气径向分级对锅炉燃烧和NO_X生成影响的数值模拟
• 5.5 最终方案的选择
• 5.6 设计低氮氧化物燃烧器的煤质适应性研究
• 5.7 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 本论文的研究内容
• 6.2 后续工作的展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢
• 摘详细要