670t/h鍋爐深度空氣分級燃燒及SNCR聯合脫硝的數值模擬
發(fā)布時間：2021-04-08 06:47
煤碳是我國的主要一次能源,以煤炭為燃料的鍋爐在運行過程中會產生大量的氮氧化物,造成的環(huán)境污染已經在嚴重地影響著人類賴以生存的環(huán)境,因而受到越來越廣泛的關注。深度空氣分級燃燒與選擇性非催化還原（SNCR）技術聯合應用,具有運行成本較低,建設周期短等優(yōu)點,具有廣闊的工程應用前景。針對一臺670t/h四角切圓燃燒鍋爐降低NOx排放的需求,根據數值模擬計算工作的特點以及相關試驗研究的經驗,選擇了可實現的k-ε模型、雙步競爭反應該模型、P-1輻射模型、漩渦耗散概念模型等物理、化學模型來模擬鍋爐煤粉的燃燒及SNCR的過程,建立了數值模擬計算的模型,利用該模型對該鍋爐進行數值模擬計算及分析研究。首先進行了不同燃盡風風率工況下的數值模擬,并對不同工況的流場、溫度分布、O2濃度分布、CO濃度分布、NO濃度分布進行了分析。結果表明,采用深度空氣分級燃燒技術后,爐內的速度分布、溫度分布以及煙氣組分分布發(fā)生了較大的變化,NO的生成及排放量大幅下降,OFA風率為0.35工況下達到了最低的NO排放量,為78.9μmol/mol,相對OFA風率為0.15的工況,NO排放降低了63.33%。在低...
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數】：69 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
SNCR過程示意圖
圖 1-2 課題的研究思路的主要研究內容如下：用計算流體力學計算軟件 FLUENT 進行某 670t/h 電站鍋爐空氣計算，考察不同空氣分級燃燒方案（燃盡風風率）對爐內溫度度的影響。在空氣分級燃燒計算的基礎上，對爐內 SNCR 脫硝過程進行數原劑霧化角、氨硝摩爾比、噴槍數量及位置等因素對還原劑與效率的影響。過數值模擬比較分析不同空氣分級燃燒運行方式對爐內 SNCR放的影響。對不同空氣分級燃燒條件下的 SNCR 脫硝進行計算放濃度、氨逃逸、還原劑消耗量等因素，獲得較優(yōu)的空氣分級及案。
哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文通過爐內切圓直徑的對比發(fā)現，由于原始工況下OFA風率及OFA風速均較小，OFA 噴口中心形成的切圓直徑也較大。最大切圓直徑，小于爐膛邊長，爐內流場沒有產生明顯刷墻現象，同時也比較接近爐膛邊緣能夠充分利用爐膛空間有利于煤粉與空氣的混合。原始工況下二次風風速較高，二次風中心線水平截面處形成的切圓直徑較小。鍋爐爐膛形成的切圓的直徑與鍋爐一次風、二次風、OFA 風不同的風速有關，且與風速變化趨勢相反，這是因為風速越高，氣流剛性越強。爐內切圓直徑的變化規(guī)律與文獻[32]所述一致，即隨著爐膛高度的增加，主燃區(qū)域的切圓相對直徑先增加后減小，整體上呈現“腰鼓型”分布[40]。通用以上分析說明劃分的結構化網格能夠正確的模擬鍋爐爐內的流場。同時，通過下下二次風中心水平截面角流場局部的放大圖見圖 3-5，由圖中可以看出空氣由噴口噴入爐膛后偏轉相對較緩，這說明選用的結構化網格能夠對噴口附近流場準確模擬，劃分的網格適用于模型計算。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Na/K添加劑對SNCR脫硝及NO還原機制的影響[J]. 孫桐,盧平,蔡杰,吳江. 化工學報. 2017(03)
[2]城市生活垃圾焚燒爐深度空氣分級數值模擬[J]. 寧星星,馬曉茜,胡志鋒,余昭勝,廖艷芬. 環(huán)境污染與防治. 2016(10)
[3]300 MW貧煤鍋爐低氮燃燒系統(tǒng)改造及性能優(yōu)化[J]. 茹啟明,陸騎,蘇勝,胡松,汪一,周沖,向軍. 煤炭轉化. 2016(02)
[4]煙氣組分和添加劑對選擇性非催化還原脫硝特性的影響[J]. 郝江濤,于偉,盧平,徐森榮,吳佳藝,孫桐,尹欣怡. 中國電機工程學報. 2015(12)
[5]300MW機組切圓燃燒鍋爐低氮燃燒改造[J]. 張春華,王士橋,劉峰. 熱力發(fā)電. 2015(03)
[6]600MW煤粉鍋爐低NOx空氣分級燃燒數值模擬分析[J]. 郭效利,朱楊楊. 華電技術. 2014(12)
[7]600MW機組鍋爐空氣分級低NOx燃燒數值模擬[J]. 楊姣,孫保民. 熱力發(fā)電. 2014(10)
[8]切圓鍋爐空氣分級NOx生成特性空間分布研究[J]. 鐘亞峰,孫保民,楊斌,郭永紅,信晶,汪濤. 中國電機工程學報. 2014(14)
[9]添加劑對NOxOUT脫硝及N2O、CO生成的影響特性[J]. 周昊,張志中,鮑強,劉建成,岑可法. 化工學報. 2014(06)
[10]300MW燃煤鍋爐SNCR過程的數值模擬[J]. 姜敏,金保昇,周英貴,王曉佳. 東南大學學報(自然科學版). 2012(04)
博士論文
[1]燃用低揮發(fā)分煤中心給粉旋流燃燒技術研究[D]. 李松.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[2]大型電站鍋爐SNCR/SCR脫硝工藝試驗研究、數值模擬及工程驗證[D]. 周英貴.東南大學 2016
碩士論文
[1]中溫條件下添加劑對SNCR脫硝影響的實驗研究[D]. 王林偉.東南大學 2015
[2]1060t/h循環(huán)流化床鍋爐SNCR脫硝技術應用研究[D]. 武世福.中北大學 2015
[3]煤粉爐SNCR脫硝過程的數值模擬研究[D]. 顧顏.華北電力大學 2015
[4]SNCR-SCR耦合脫硝中還原劑的分布特性研究[D]. 秦亞男.浙江大學 2015
[5]450t/h鍋爐空氣分級與SNCR技術聯合脫硝的模擬研究[D]. 劉沛奇.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[6]800MW對沖燃煤鍋爐低NOx改造的數值模擬[D]. 段二朋.華北電力大學 2013
[7]SNCR與空氣分級聯合脫硝數值模擬及添加劑對SNCR的影響[D]. 石巖.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[8]高效空氣分級燃燒控制燃煤NOX排放的技術理論研究[D]. 曠金國.上海交通大學 2010
本文編號：3125065
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數】：69 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
SNCR過程示意圖
圖 1-2 課題的研究思路的主要研究內容如下：用計算流體力學計算軟件 FLUENT 進行某 670t/h 電站鍋爐空氣計算，考察不同空氣分級燃燒方案（燃盡風風率）對爐內溫度度的影響。在空氣分級燃燒計算的基礎上，對爐內 SNCR 脫硝過程進行數原劑霧化角、氨硝摩爾比、噴槍數量及位置等因素對還原劑與效率的影響。過數值模擬比較分析不同空氣分級燃燒運行方式對爐內 SNCR放的影響。對不同空氣分級燃燒條件下的 SNCR 脫硝進行計算放濃度、氨逃逸、還原劑消耗量等因素，獲得較優(yōu)的空氣分級及案。
哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文通過爐內切圓直徑的對比發(fā)現，由于原始工況下OFA風率及OFA風速均較小，OFA 噴口中心形成的切圓直徑也較大。最大切圓直徑，小于爐膛邊長，爐內流場沒有產生明顯刷墻現象，同時也比較接近爐膛邊緣能夠充分利用爐膛空間有利于煤粉與空氣的混合。原始工況下二次風風速較高，二次風中心線水平截面處形成的切圓直徑較小。鍋爐爐膛形成的切圓的直徑與鍋爐一次風、二次風、OFA 風不同的風速有關，且與風速變化趨勢相反，這是因為風速越高，氣流剛性越強。爐內切圓直徑的變化規(guī)律與文獻[32]所述一致，即隨著爐膛高度的增加，主燃區(qū)域的切圓相對直徑先增加后減小，整體上呈現“腰鼓型”分布[40]。通用以上分析說明劃分的結構化網格能夠正確的模擬鍋爐爐內的流場。同時，通過下下二次風中心水平截面角流場局部的放大圖見圖 3-5，由圖中可以看出空氣由噴口噴入爐膛后偏轉相對較緩，這說明選用的結構化網格能夠對噴口附近流場準確模擬，劃分的網格適用于模型計算。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Na/K添加劑對SNCR脫硝及NO還原機制的影響[J]. 孫桐,盧平,蔡杰,吳江. 化工學報. 2017(03)
[2]城市生活垃圾焚燒爐深度空氣分級數值模擬[J]. 寧星星,馬曉茜,胡志鋒,余昭勝,廖艷芬. 環(huán)境污染與防治. 2016(10)
[3]300 MW貧煤鍋爐低氮燃燒系統(tǒng)改造及性能優(yōu)化[J]. 茹啟明,陸騎,蘇勝,胡松,汪一,周沖,向軍. 煤炭轉化. 2016(02)
[4]煙氣組分和添加劑對選擇性非催化還原脫硝特性的影響[J]. 郝江濤,于偉,盧平,徐森榮,吳佳藝,孫桐,尹欣怡. 中國電機工程學報. 2015(12)
[5]300MW機組切圓燃燒鍋爐低氮燃燒改造[J]. 張春華,王士橋,劉峰. 熱力發(fā)電. 2015(03)
[6]600MW煤粉鍋爐低NOx空氣分級燃燒數值模擬分析[J]. 郭效利,朱楊楊. 華電技術. 2014(12)
[7]600MW機組鍋爐空氣分級低NOx燃燒數值模擬[J]. 楊姣,孫保民. 熱力發(fā)電. 2014(10)
[8]切圓鍋爐空氣分級NOx生成特性空間分布研究[J]. 鐘亞峰,孫保民,楊斌,郭永紅,信晶,汪濤. 中國電機工程學報. 2014(14)
[9]添加劑對NOxOUT脫硝及N2O、CO生成的影響特性[J]. 周昊,張志中,鮑強,劉建成,岑可法. 化工學報. 2014(06)
[10]300MW燃煤鍋爐SNCR過程的數值模擬[J]. 姜敏,金保昇,周英貴,王曉佳. 東南大學學報(自然科學版). 2012(04)
博士論文
[1]燃用低揮發(fā)分煤中心給粉旋流燃燒技術研究[D]. 李松.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[2]大型電站鍋爐SNCR/SCR脫硝工藝試驗研究、數值模擬及工程驗證[D]. 周英貴.東南大學 2016
碩士論文
[1]中溫條件下添加劑對SNCR脫硝影響的實驗研究[D]. 王林偉.東南大學 2015
[2]1060t/h循環(huán)流化床鍋爐SNCR脫硝技術應用研究[D]. 武世福.中北大學 2015
[3]煤粉爐SNCR脫硝過程的數值模擬研究[D]. 顧顏.華北電力大學 2015
[4]SNCR-SCR耦合脫硝中還原劑的分布特性研究[D]. 秦亞男.浙江大學 2015
[5]450t/h鍋爐空氣分級與SNCR技術聯合脫硝的模擬研究[D]. 劉沛奇.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[6]800MW對沖燃煤鍋爐低NOx改造的數值模擬[D]. 段二朋.華北電力大學 2013
[7]SNCR與空氣分級聯合脫硝數值模擬及添加劑對SNCR的影響[D]. 石巖.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[8]高效空氣分級燃燒控制燃煤NOX排放的技術理論研究[D]. 曠金國.上海交通大學 2010
本文編號：3125065
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