我國不斷增長的電力需求導致化石能源消耗速度快速增加。燃煤電站鍋爐在發(fā)電時有大量的氮氧化物和硫化物等污染物排放到大氣中。民眾對環(huán)境保護的關注持續(xù)升溫,更為嚴格的針對大型燃煤電廠污染物排放限值的法規(guī)已經提上議程。為滿足更為嚴厲的污染物排放要求,研究者重點研究高效能源轉化工藝、減少污染物排放的技術和鍋爐寬泛的負荷性能調節(jié)。本文綜述了氮氧化物的生成還原機理,調研了國內電廠氮氧化物排放的工程技術,對某電廠的NO_x排放及鍋爐熱效率等進行了測試。在科學研究和工業(yè)應用中,計算流體力學軟件已經成為模擬鍋爐系統(tǒng)有力的工具。本文利用CFD軟件Fluent,全尺寸三維數值研究400t/h四角切圓燃燒鍋爐內的流動、燃燒和NO_x的形成。氣相的描述采用時均化的歐拉方法,建立了控制方程組,包括質量守恒方程,能量守恒方程,湍動能和耗散率守恒方程,湍動能和耗散率采用k-ε模型模擬。煤粉顆粒相流動采用隨機軌道方法,氣相湍流燃燒使用混合分數概率密度函數模型,揮發(fā)分析出模型為雙步競爭反應熱解模型,焦炭燃燒采用動力/擴散控制燃燒模型,通過后處理的方法預測氮氧化物的生成。在計算中考慮了熱... 

【文章來源】：沈陽工程學院遼寧省

【文章頁數】：100 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖４．１鍋爐結構布置簡圖

為避免網格結構帶來偽擴散，本文采用的網格單元的原則是：保證進入計算區(qū)域的??氣流的合速度方向垂直于入日邊界的網格體，即流體垂直進入入口，從而減少數值偽擴??散。圖４．４ａ，圖４．４ｂ分別是爐膛中屯、面在深度方向，中屯、截面在寬度方向的網格，圖??４．４ｃ為爐膛體網格。爐膛燃燒器區(qū)域生成的網格如圖４．５所示，其中內部過渡區(qū)域如圖??４．６所示。從圖４．４，圖４．５可１＾看出，折焰角附近流通面積小，且結構不規(guī)則，因此會??產生氣流的加速和轉向，文中通過加密該區(qū)域網格，獲得該處的物理量。從圖４．６中可??Ｗ看出，爐膛過渡區(qū)域網格是由蘭角型面元組成六面體網格。??－—ＩＩ?｜．，‘｜川麗町畫＾??；；；；；；；；；；；；；；；；?雜稱襯削Ｉ?觀?｜｜?牛：：等??ｉ國圓國??１０：?｜ｈ；｜謹?１?ＩＩＩ?１＊１１??－Ｕ?ｌ（！?ｌ，ｉ?１．化ｊ?ｊｉＵＵ．�。矗祢_ｙｊ接??ｗ?ｐＴ－＾．ｒ．ｃｎｒａｐｌｉ｜ｊ?；ｉ５????＾＾＾＾ＨｊｊＬｌＭＵＬＩ?Ｉ?Ｍ?Ｉ?Ｕ?Ｕ＊＊Ｗ￣Ｈｔ＊王判■４ＶＷＳｆｔ＊ｔｙ巧？??！?：，Ｊ；?ｉ?Ｆ，：?；，Ｉ?�。�，？＾，．

．４數值模擬的條件與計算工況??為了深入理解燃煤鍋爐爐內的復雜流動、燃燒等現(xiàn)象，計算了?１８種燃燒工況。數??權擬中米用的煤粉燃料性質如表４．１所爾，煤粉顆粒直徑按Ｒｏｓｉｎ－Ｒａｍｍｌｅｒ方法分布。??２加＝２％，民９０＝２２％。煤樣的物性參數見表４．２。??表４．１煤質分析結果??Ｔａｂ．?４．１?Ｃｏａｋｑｕａｌｉｌｙ?ａｎａｌｙｓｉｓ??ａｒ（％）?ＦＣａｒ（％）?Ａａｒ（％）?Ｖｄａｌｆ／。）?Ｃａｒ（％）?Ｈａｒ（％）?Ｎｍ（％）?〇ａｒ（％）?Ｓａｒ?（％）?Ｑｎｅ，．ａｒ（ＫＪ／ｋｇ）??．００?５６．７３?２１．９４?１９．０２?５９．３９?３．４２?０．９４?Ｊｍ?＾?２３３７０??表４．２煤樣物性參數??Ｔａｂ．?４．２?Ｐｈｙｓｉｃａｌ?ｐｒｏｐｅｒｔｙ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｃｏａｌ??密度（ｋｇ／ｍ３）￣比熱（Ｊ／ｋｇ．ｋ）導熱系數?膨脹系數發(fā)射率散射率熱解溫度（Ｋ）??（ｗ／ｍ．ｋ）??１３００?１０００?０．１４?２?０．９?０．６?＾??在文中采取十八種計算工況對鍋爐進行數值計算，Ｗ期發(fā)現(xiàn)鍋爐的最好的運行工??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]過量空氣系數對300MW鍋爐爐內煤粉燃燒過程影響的數值模擬[J]. 童家麟,趙振寧,葉學民,王晶晶.  華北電力技術. 2012(08)
[2]采用雙混合分數/概率密度函數方法模擬混煤燃燒[J]. 蘇勝,蔡興飛,呂宏彪,孫路石,向軍,奉誠,王小龍.  中國電機工程學報. 2012(02)
[3]200MW四角切圓燃燒鍋爐改造工況數值模擬[J]. 潘維,池作和,斯東波,阮濤,岑可法.  中國電機工程學報. 2005(08)
[4]運行參數對鍋爐煤粉著火燃燒和飛灰含碳量影響的數值研究[J]. 陳炳華,張頡,孫銳,吳少華,秦裕琨.  動力工程. 2004(04)
[5]超細煤粉的細度對再燃還原NO的影響[J]. 劉忠,閻維平,高正陽,趙莉,王小敏.  中國電機工程學報. 2003(10)
[6]燃燒優(yōu)化降低鍋爐NOx排放的試驗研究[J]. 高小濤,高綏強,張恩先.  鍋爐技術. 2003(03)
[7]200MW四角切向煤粉鍋爐空氣動力場冷態(tài)�；蛿抵的M[J]. 王鵬翔,楊威,陸慧林.  電站系統(tǒng)工程. 2002(04)
[8]降低300MW貧煤鍋爐NO_X排放的試驗研究[J]. 程俊峰,曾漢才,熊蔚立,黃偉.  中國電機工程學報. 2002(05)
[9]貧煤焦催化還原NO的實驗研究[J]. 鐘北京,張懷山.  工程熱物理學報. 2002(02)
[10]切圓燃燒煤粉爐的空氣分級燃燒改造[J]. 邱廣明,閻志勇,張慧娟,劉啟旺,王林江.  環(huán)境污染與防治. 2001(04)

博士論文
[1]四角切圓燃煤鍋爐超細煤粉再燃技術數值試驗研究[D]. 賈艷艷.大連理工大學 2008
[2]超細粉再燃降低NOx排放的熱態(tài)試驗研究與數值模擬[D]. 徐璋.浙江大學 2003

碩士論文
[1]0.5MW中心給粉旋流燃燒器的燃燒特性數值模擬研究[D]. 李晶.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[2]鍋爐改燒煙煤采用低溫煙氣對燃燒與NO_X排放影響的數值模擬[D]. 楊蓓.華中科技大學 2012
[3]基于SOFA風改造的300MW煤粉鍋爐燃燒優(yōu)化數值模擬研究[D]. 李代力.浙江大學 2012
[4]2080t/h四角切圓燃燒鍋爐的數值模擬[D]. 段耀輝.太原理工大學 2011



本文編號：2943077