發(fā)布時間：2017-08-03 03:05

  本文關鍵詞：燃氣再燃的低NO_x排放數(shù)值模擬

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【摘要】：氮氧化物(NOX)污染是大氣污染物之一,對環(huán)境、氣候和人類存在著巨大的危害。隨著社會的發(fā)展,NOx的污染日益嚴重,再燃技術作為經(jīng)濟、有效的NOx控制方法受到學者的關注。而天然氣因為具有投資小、運行費用低、脫銷效率高等優(yōu)點在工程上有很大的實用價值。本文在閱讀研究了前人工作以及總結的基礎上,以一臺簡化的單元體爐為研究對象,利用FLUENT軟件對爐膛內的燃燒情況進行模擬。建立了爐膛燃燒過程的數(shù)學模型：氣相的湍流流動采用Realizable k-模型,氣相湍流燃燒采用組分輸運模型；輻射傳熱采用P-1模型,NO的生成和還原采用后處理的方法。采用建立的模型對天然氣再燃還原NO的過程進行數(shù)值模擬,給出了參照組爐內速度、溫度、反應和組分濃度以及NO濃度的分布規(guī)律。并且與實驗組的數(shù)據(jù)做對比,得出數(shù)值模擬的準確性。通過改變影響再燃效率的參數(shù),分析了主燃區(qū)的過量空氣系數(shù)、主燃區(qū)長度、再燃區(qū)長度以及再燃比對NO出口質量分數(shù)的影響。模擬結果如下：主燃區(qū)過量空氣系數(shù)一般為1.05;主燃區(qū)長度不宜過長也不可過短,最佳長度為80mm；再燃區(qū)長度的增加對再燃有利,但綜合鍋爐效率,最佳再燃區(qū)長度為80mm；再燃比的最佳范圍為10%-20%。本文的數(shù)值模擬給出的爐膛燃燒的燃燒特性對實驗具有指導意義,對實際的工程也提供參考依據(jù)。
【關鍵詞】：氮氧化物 再燃 天然氣 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：上海應用技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ038.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 文獻綜述9-21
• 1.1 氮氧化物的來源以及危害9-11
• 1.2 NO_X的排放與控制以及形成11-15
• 1.2.1 無氮燃燒技術11-12
• 1.2.2 低NO_X燃燒技術12-14
• 1.2.3 煙氣凈化技術14-15
• 1.3 再燃原理15
• 1.4 氣體燃料再燃還原效果的影響因素15-16
• 1.5 國內外研究現(xiàn)狀16-20
• 1.5.1 國外研究現(xiàn)狀16-18
• 1.5.2 國內研究現(xiàn)狀18-20
• 1.6 本文的主要內容20-21
• 第2章 數(shù)學模型21-38
• 2.1 基本控制方程21-22
• 2.2 湍流燃燒過程涉及的方程22-30
• 2.2.1 雷諾平均22-23
• 2.2.2 氣相湍流流動模型23-25
• 2.2.3 氣相湍流燃燒模型25-27
• 2.2.4 揮發(fā)份析出模型27-28
• 2.2.5 輻射模型28-30
• 2.3 NO_X生成模型與再燃模型30-37
• 2.3.1 熱力型NO_X的生成模型30-31
• 2.3.2 快速型NO_X的生成模型31-33
• 2.3.3 燃料型NO_X的生成模型33-35
• 2.3.4 再燃還原模型35-36
• 2.3.5 湍流對NO的影響36-37
• 2.4 本章小結37-38
• 第3章 鍋爐模型的建立及數(shù)值模擬38-45
• 3.1 鍋爐介紹及單元體爐簡化原理38-40
• 3.2 建模40
• 3.3 數(shù)值模擬40-43
• 3.3.1 網(wǎng)格劃分40-41
• 3.3.2 本文中模型網(wǎng)格的生成41-42
• 3.3.3 邊界條件42-43
• 3.4 文章小結43-45
• 第4章 單元體爐低NO_X排放特性的數(shù)值模擬以及數(shù)據(jù)分析45-67
• 4.1 鍋爐工作參數(shù)45
• 4.2 燃料性質45-46
• 4.3 數(shù)學模型46
• 4.4 模擬結果與實驗數(shù)據(jù)對比以及模型的有效性考核46-48
• 4.5 原始工況時NO_X的排放特性48-54
• 4.5.1 數(shù)值模擬的條件收斂48
• 4.5.2 爐膛內流場分析48-49
• 4.5.3 爐膛內溫度場分析49
• 4.5.4 爐膛內反應和組分場分析49-53
• 4.5.5 爐膛內HCN和NO濃度場分析53-54
• 4.6 不同因素對NO排放影響的數(shù)據(jù)分析54-66
• 4.6.1 天然氣再燃時主燃區(qū)過量空氣系數(shù)對NO排放的影響54-57
• 4.6.2 天然氣噴口高度對NO出口濃度的影響57-61
• 4.6.3 再燃區(qū)長度對NO出口濃度的影響61-63
• 4.6.4 再燃比對NO出口濃度的影響63-66
• 4.7 本章小結66-67
• 第5章 結論與展望67-68
• 5.1 論文結論67
• 5.2 展望67-68
• 參考文獻68-74
• 致謝74-75
• 攻讀學位期間發(fā)表或錄用學術論文和參與科研項目75

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本文編號：612339