300 MW四角切圆贫煤锅炉三次风布置对NO_x排放的影响

论文摘要

低氮燃烧改造是燃煤电厂降低氮氧化物排放最主要的策略之一。空气分级燃烧技术因其技术成熟、成本低廉等优势在燃用烟煤的锅炉中得到广泛应用。然而,随着煤/风比的进一步增加,NO_x降幅减小,未燃尽碳含量显著变大。与燃用烟煤的锅炉相比,燃用低挥发分煤种锅炉的低氮改造工作更加困难和复杂。四角切圆贫煤锅炉的三次风会影响风煤混合、燃烧气氛和温度,这些都会对煤粉燃烧过程和NO_x生成产生显著影响,若仅采用空气分级技术,并不能满足NO_x排放标准。因此,在低氮燃烧改造方案设计过程中,需寻求最佳的三次风布置方案以实现低氮高效燃烧。将一台300 MW四角切圆贫煤燃烧锅炉作为研究对象,采取CFD数值模拟方法,考察了三次风布置方式对锅炉燃烧特性的影响。结果表明:当三次风布置在燃烧区下部时,下层一次风和三次风中的煤粉迅速着火燃烧,温度攀升,火焰中心上移; NO_x还原区变长,此时炉膛出口NO_x浓度最低,为405 mg/Nm~3;三次风的下移导致炉膛主燃区中上部氧量较少,煤粉不充分燃烧,燃尽率降低。当三次风布置在主燃区中部时,由于三次风风温较低,导致炉膛燃烧温度下降,一定程度上抑制了热力型NO_x的生成,炉膛出口NO_x排放量减少;三次风的喷入增加了主燃区过量空气系数,有利于煤粉的充分燃烧,燃尽率提高。当三次风布置在主燃区上部时,随着三次风位置的升高,三次风煤粉整体燃烧燃尽区域上移,折焰角附近温度依次升高;三次风位置的上移增加了NO_x还原区的长度,三次风喷口位置越高,炉膛出口NO_x浓度越低;三次风上移导致三次风煤粉在炉膛的停留时间变短,造成燃烧不充分,飞灰含碳量增加,燃尽率降低。此外,对改造后飞灰及大渣含碳量,炉膛出口烟温和NO_x浓度等参数进行现场测量,NO_x排放浓度模拟值和测量值分别为445和448 mg/Nm~3,飞灰含碳量分别为1. 92%和1. 48%,数值模拟结果与现场测量结果吻合较好。

论文目录

• 0 引言
• 1 研究对象
• 2 数值模拟方法
•   2.1 计算模型与网格划分
•   2.2 数值模拟模型验证
•   2.3 计算工况设置
• 3 结果与讨论
•   3.1 温度分布
•   3.2 组分浓度
•   3.3 NO变化规律
•   3.4燃烧经济性分析
•   3.5 改造后现场测量
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 伍俊宇,陈涛,于洁,孙路石

关键词: 四角切圆锅炉,三次风布置,排放,燃尽率

来源: 洁净煤技术 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 环境科学与资源利用,动力工程,电力工业

单位: 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室

基金: 国家重点研发计划资助项目(2018YFB0604202),中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2017JYCXJJ035)

分类号: TM621.2;X773

DOI: 10.13226/j.issn.1006-6772.19010801

页码: 65-71

总页数: 7

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