200MW煤/煤气混烧锅炉燃烧数值模拟

【摘要】：我国部分电站锅炉投入钢铁行业副产品——高炉煤气,使煤粉和气体混烧发电。两种燃料特性相差太大,且高炉煤气产生量不稳定,给掺烧高炉煤气的锅炉安全稳定运行和污染物排放控制带来了新的挑战。要实现煤粉和高炉煤气的高效低污染混合燃烧,必须了解炉内燃烧、污染物排放情况。本文按照这一思路,采用数值模拟研究方法对炉内流场、温度特性、煤粉燃尽以及NOx等进行研究。 首先,以武汉钢电有限公司200MW机组掺烧煤气四角切圆锅炉为对象,对设计工况下炉内燃烧过程进行了数值计算。通过网格选型研究、模型试算以及模型参数修改,得到了与设计参数值较符合的结果。 然后,选定在180MW负荷下,分别掺烧9万Nm3/h、15万Nm3/h及21万Nm3/h高炉煤气量3个工况进行数值模拟,通过模拟结果分析得到不同煤气量在不同煤气喷口分配方式下炉内燃烧换热的变化趋势。结果表明,随着高炉煤气量的增加,炉内燃烧区域温度水平明显降低,且高炉煤气大量消耗煤粉燃烧用空气,同时气流减少煤粉在炉内停留时间,造成煤粉燃烧不完全和燃尽率降低。在对上层燃烧器作下摆及三次风作反切改造后,掺烧煤气时的火焰中心出现在上层燃烧器区域,水平烟道气流旋转残余量不大且不会造成较严重的热偏差。 最后,在180MW负荷、掺烧9万立方米/小时工况下,采用均等配风、缩腰配风、倒宝塔配风和正宝塔配风4种配方方式,通过模拟计算结果分析炉内燃烧及NOx生成情况。结果表明,不同配风方式下炉内NOx生成量最大差值达到120ppm,倒宝塔配风方式下,炉膛出口NOx排放量比均等配风降低25%左右,同时不会大幅度降低煤粉燃尽率。尽管如此,炉膛出口NOx排放量仍较高,仍需采取其他措施进一步降低NOx排放量。 【关键词】：煤粉 锅炉 高炉煤气 数值模拟 NOx 配风
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TK227.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 研究背景9-14
• 1.2 本文的研究对象方法及意义14-16
• 2 WG670T/H 四角切圆锅炉设计工况数值模拟16-39
• 2.1 引言16
• 2.2 计算理论16-23
• 2.3 模拟对象23-24
• 2.4 网格选型研究24-28
• 2.5 锅炉满负荷运行工况数值模拟28-37
• 2.6 本章小结37-39
• 3 掺烧高炉煤气炉内燃烧数值模拟39-50
• 3.1 前言39
• 3.2 不同煤气量工况模拟39-50
• 4 不同配风方式炉内燃烧数值模拟50-58
• 4.1 前言50
• 4.2 不同配风方式下炉内燃烧模拟50-57
• 4.3 本章小结57-58
• 5 全文总结与展望58-60
• 5.1 全文总结58-59
• 5.2 下一步工作计划59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-65

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