我國(guó)是世界上難燃煤(無(wú)煙煤和貧煤)儲(chǔ)量豐富的國(guó)家之一,W火焰鍋爐作為燃用難燃煤的主力爐型已得到廣泛發(fā)展。哈爾濱工業(yè)大學(xué)研發(fā)的多次引射分級(jí)燃燒技術(shù)由于其在爐膛穩(wěn)燃、降低NOx和飛灰可燃物等方面表現(xiàn)出較強(qiáng)優(yōu)勢(shì),已逐步得到推廣應(yīng)用。為了更好的設(shè)計(jì)和優(yōu)化W火焰鍋爐燃燒技術(shù)及運(yùn)行參數(shù),降低NOx和飛灰可燃物,本文以某電廠二期300MW亞臨界W火焰鍋爐為研究對(duì)象,該鍋爐目前存在NOx排放高(896~1226mg/m3(6%O2))和飛灰可燃物含量高(8%)的問(wèn)題,需進(jìn)行低氮燃燒技術(shù)改造。本文借助數(shù)值模擬的方法首先研究了不同燃燒技術(shù)下?tīng)t內(nèi)燃燒及NOx生成特性,分析了存在問(wèn)題的原因;其次對(duì)該鍋爐應(yīng)用多次引射分級(jí)燃燒技術(shù)時(shí)進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化研究。將英巴燃燒技術(shù)下數(shù)值模擬結(jié)果與工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明模擬值與試驗(yàn)值誤差較小,驗(yàn)證了數(shù)值模擬模型及網(wǎng)格劃分的合理性。不同燃燒技術(shù)下研究結(jié)果表明:英巴燃燒技術(shù)下?tīng)t內(nèi)流場(chǎng)及溫度場(chǎng)都略有偏斜,顆粒對(duì)前墻側(cè)有沖刷,爐膛出口飛灰可燃物含量和NOx排放量較高,分別為959.80mg/m3(6%O2)和9.47%。某公司燃燒技術(shù)下?tīng)t膛形成對(duì)稱流場(chǎng)和溫度場(chǎng),但是拱上氣流下射深度較淺,爐膛出口飛灰可燃物含量和NOx排放量相對(duì)較高,分別為793.30mg/m3(6%O2)和6.69%。多次引射分級(jí)燃燒技術(shù)下不同三次風(fēng)下傾角度研究結(jié)果表明:除了三次風(fēng)傾角為15°外,其余工況在下?tīng)t膛形成對(duì)稱的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)。隨著三次風(fēng)傾角從15°增大到40°,氣流下沖深度越大,濃煤粉氣流著火越早,爐膛出口NOx排放先增加后減少,最后有所回升。三次風(fēng)傾角從15°增加到35°時(shí),爐膛出口飛灰可燃物含量從6.02%下降到4.19%,三次風(fēng)傾角繼續(xù)增大到40°時(shí),為4.23%。當(dāng)三次風(fēng)傾角為35°時(shí),爐膛出口NOx排放量和飛灰可燃物含量最低;在三次風(fēng)傾角為35°的基礎(chǔ)上,不同二、三次風(fēng)率研究結(jié)果表明:各工況下均在下?tīng)t膛形成對(duì)稱的流場(chǎng)及溫度場(chǎng),爐膛出口飛灰可燃物含量均維持在一個(gè)較低的水平,均值4.289%。隨著二次風(fēng)率從30.54%增加到42.54%時(shí),拱上氣流下沖深度減小,濃煤粉氣流著火距離減小,爐膛出口NOx排放量先減小后增大。當(dāng)二次風(fēng)率為36.54%時(shí),爐膛出口NOx排放量較低、飛灰可燃物含量最低,分別為675.92mg/m3(6%O2)和4.19%。綜合考慮,在多次引射分級(jí)燃燒技術(shù)下,推薦三次風(fēng)下傾角度為35°,二次風(fēng)率為36.54%,相應(yīng)的三次風(fēng)率為21.99%,此時(shí),與原鍋爐相比爐膛出口NOx排放量和飛灰可燃物含量分別降低了29.58%和55.76%。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM621.2
【部分圖文】：

圖 1-1 爐膛結(jié)構(gòu)及爐內(nèi)燃燒原理示意圖 型火焰燃燒組織方式對(duì)于燃燒低揮發(fā)分煤方面：煤粉氣流在拱部二次風(fēng)和拱下三次高溫停留時(shí)間較長(zhǎng)，促進(jìn)煤粉的燃盡；前粉氣流進(jìn)行加熱，促進(jìn)了煤粉的著火和穩(wěn)和側(cè)墻敷設(shè)一定面積的衛(wèi)燃帶，使煤粉著和穩(wěn)燃；拱部二次風(fēng)和拱下三次風(fēng)逐級(jí)補(bǔ)的同時(shí)降低燃燒區(qū)域 NOx 的生成[18]。這煤領(lǐng)域有著不可替代的作用，從而使其在爐的分類鍋爐由傾角為 25 度的爐拱將爐膛分為上、下?tīng)t次風(fēng)噴口靠近爐膛前后墻布置[10,15]。其配風(fēng)量比通常為 30%:70%[20]。A、B 層二次C 層二次風(fēng)為油二次風(fēng)，拱下的 D、E、

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文風(fēng)以及下傾的拱下三次風(fēng)依次攜帶下射，延長(zhǎng)其時(shí)間，保證煤粉的高效燃盡。燃燒原理：（a）將拱部二次風(fēng)分為內(nèi)、外二次風(fēng)的時(shí)間，從而使?jié)饷悍蹥饬髟谌毖鯒l件下著火度和低氧氛圍中的時(shí)間，抑制 NOx 的生成；（b拱上二次風(fēng)率減少，從而使燃燒初期煤粉較長(zhǎng)時(shí)初期 NOx 的生成；（c）在爐膛喉口處布置燃盡燒，進(jìn)一步降低 NOx 的生成。渣原理：（a）將弄煤粉氣流靠近爐膛中心布置之間一次又內(nèi)二次風(fēng)、乏氣風(fēng)和外二次風(fēng)，直接后墻造成的沖刷，有效避免了爐膛前后墻的結(jié)渣；前后墻之間布置外二次風(fēng)，進(jìn)一步阻隔濃淡煤粉；（c）在下?tīng)t膛前后墻布置下傾三次風(fēng)，當(dāng)拱上次風(fēng)因被壓迫而使其沿著冷灰斗壁面下射，有效

網(wǎng)格劃分（4號(hào)鍋爐原結(jié)構(gòu)）

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2831320