200MW煤/煤氣混燒鍋爐燃燒數(shù)值模擬

【摘要】：我國部分電站鍋爐投入鋼鐵行業(yè)副產(chǎn)品——高爐煤氣,使煤粉和氣體混燒發(fā)電。兩種燃料特性相差太大,且高爐煤氣產(chǎn)生量不穩(wěn)定,給摻燒高爐煤氣的鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行和污染物排放控制帶來了新的挑戰(zhàn)。要實(shí)現(xiàn)煤粉和高爐煤氣的高效低污染混合燃燒,必須了解爐內(nèi)燃燒、污染物排放情況。本文按照這一思路,采用數(shù)值模擬研究方法對爐內(nèi)流場、溫度特性、煤粉燃盡以及NOx等進(jìn)行研究。 首先,以武漢鋼電有限公司200MW機(jī)組摻燒煤氣四角切圓鍋爐為對象,對設(shè)計工況下爐內(nèi)燃燒過程進(jìn)行了數(shù)值計算。通過網(wǎng)格選型研究、模型試算以及模型參數(shù)修改,得到了與設(shè)計參數(shù)值較符合的結(jié)果。 然后,選定在180MW負(fù)荷下,分別摻燒9萬Nm3/h、15萬Nm3/h及21萬Nm3/h高爐煤氣量3個工況進(jìn)行數(shù)值模擬,通過模擬結(jié)果分析得到不同煤氣量在不同煤氣噴口分配方式下爐內(nèi)燃燒換熱的變化趨勢。結(jié)果表明,隨著高爐煤氣量的增加,爐內(nèi)燃燒區(qū)域溫度水平明顯降低,且高爐煤氣大量消耗煤粉燃燒用空氣,同時氣流減少煤粉在爐內(nèi)停留時間,造成煤粉燃燒不完全和燃盡率降低。在對上層燃燒器作下擺及三次風(fēng)作反切改造后,摻燒煤氣時的火焰中心出現(xiàn)在上層燃燒器區(qū)域,水平煙道氣流旋轉(zhuǎn)殘余量不大且不會造成較嚴(yán)重的熱偏差。 最后,在180MW負(fù)荷、摻燒9萬立方米/小時工況下,采用均等配風(fēng)、縮腰配風(fēng)、倒寶塔配風(fēng)和正寶塔配風(fēng)4種配方方式,通過模擬計算結(jié)果分析爐內(nèi)燃燒及NOx生成情況。結(jié)果表明,不同配風(fēng)方式下爐內(nèi)NOx生成量最大差值達(dá)到120ppm,倒寶塔配風(fēng)方式下,爐膛出口NOx排放量比均等配風(fēng)降低25%左右,同時不會大幅度降低煤粉燃盡率。盡管如此,爐膛出口NOx排放量仍較高,仍需采取其他措施進(jìn)一步降低NOx排放量。 【關(guān)鍵詞】：煤粉 鍋爐 高爐煤氣 數(shù)值模擬 NOx 配風(fēng)
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TK227.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 研究背景9-14
• 1.2 本文的研究對象方法及意義14-16
• 2 WG670T/H 四角切圓鍋爐設(shè)計工況數(shù)值模擬16-39
• 2.1 引言16
• 2.2 計算理論16-23
• 2.3 模擬對象23-24
• 2.4 網(wǎng)格選型研究24-28
• 2.5 鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行工況數(shù)值模擬28-37
• 2.6 本章小結(jié)37-39
• 3 摻燒高爐煤氣爐內(nèi)燃燒數(shù)值模擬39-50
• 3.1 前言39
• 3.2 不同煤氣量工況模擬39-50
• 4 不同配風(fēng)方式爐內(nèi)燃燒數(shù)值模擬50-58
• 4.1 前言50
• 4.2 不同配風(fēng)方式下爐內(nèi)燃燒模擬50-57
• 4.3 本章小結(jié)57-58
• 5 全文總結(jié)與展望58-60
• 5.1 全文總結(jié)58-59
• 5.2 下一步工作計劃59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65

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