低热值煤气混烧锅炉燃烧调整与节能优化研究

【摘要】：高炉煤气是钢铁企业重要的二次能源,实现高炉煤气的高效利用是企业节能降耗的重要途径。本文针对贵州某钢铁企业75t/h煤气混烧锅炉实际运行中因高炉煤气掺烧不合理导致的飞灰含碳量与排烟温度过高以及热效率偏低等问题,通过分析高炉煤气、焦炉煤气以及煤粉的燃烧特性,分别进行锅炉燃用实际煤粉条件下不同高炉煤气掺烧工况,以及不同煤粉条件下锅炉设计掺烧工况的燃烧模拟,结果表明：高炉煤气的掺烧导致炉内温度下降,火焰中心上移,炉膛出口温度上升,排烟温度升高,尤其在燃用劣质煤粉时更为明显,不利于煤粉的燃尽以及排烟温度的降低。在此基础上结合该企业生产实际,进行不同工况下的燃烧调整试验,试验表明：锅炉采用焦炉煤气与煤粉混烧工况或全燃高炉煤气与焦炉煤气工况运行时热效率较高,但从企业生产过程煤气平衡角度出发,锅炉运行经济性较差；而燃用实际煤粉条件下,锅炉采用高炉煤气、焦炉煤气与煤粉混烧工况运行,当高炉煤气、焦炉煤气与煤粉热值比分别为35%、35%与30%时,有效改善了生产过程中锅炉排烟温度与飞灰含碳量偏高以及热效率偏低等问题,提高了锅炉实际运行高炉煤气掺烧比,具有较好的经济性。 【关键词】：混烧锅炉 高炉煤气 燃烧特性 运行调整 节能优化
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TF536
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题背景9-10
• 1.2 研究意义10-11
• 1.3 国内外研究概况11-14
• 1.3.1 煤粉与高炉煤气燃烧特性分析12
• 1.3.2 煤气混烧锅炉燃烧模拟研究12-13
• 1.3.3 锅炉燃烧调整与运行优化13-14
• 1.4 研究内容14-16
• 第2章 煤粉与煤气混烧理论16-33
• 2.1 煤粉燃烧理论16-18
• 2.1.1 煤粉燃烧过程16-17
• 2.1.2 煤粉燃烧特性17-18
• 2.2 高炉煤气燃烧理论18-25
• 2.2.1 高炉煤气燃烧特性18-21
• 2.2.2 高炉煤气稳燃条件21-22
• 2.2.3 高炉煤气稳燃措施22-25
• 2.3 焦炉煤气燃烧特性25-26
• 2.4 煤气混烧特性分析26-32
• 2.4.1 理论空气量与烟气量26-30
• 2.4.2 混合燃料理论热值分析30-31
• 2.4.3 煤粉与高炉煤气混烧特性31-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第3章 不同工况下炉内过程数值模拟33-49
• 3.1 研究对象33-35
• 3.2 数学模型35-39
• 3.2.1 湍流流动模型35-36
• 3.2.2 气相湍流燃烧模型36
• 3.2.3 煤粉燃烧模型36-37
• 3.2.4 辐射换热模型37-39
• 3.3 网格划分39-40
• 3.4 边界条件与计算工况40-42
• 3.4.0 边界条件41
• 3.4.1 配风与燃料参数41
• 3.4.2 壁面参数41-42
• 3.5 计算结果与分析42-47
• 3.5.1 高炉煤气掺烧对炉膛温度分布影响42-45
• 3.5.2 煤质因素对炉膛温度分布影响45-47
• 3.6 本章小结47-49
• 第4章 锅炉运行调整试验与节能优化49-64
• 4.1 锅炉前期实际运行工况测试49-50
• 4.2 锅炉运行与调整试验方案50-53
• 4.2.1 不同煤粉设计工况下锅炉运行试验50-51
• 4.2.2 实际煤粉工况下锅炉燃烧调整试验51-52
• 4.2.3 测试设备及参数获取52-53
• 4.3 试验调整结果及分析53-60
• 4.3.1 焦炉煤气与煤粉混烧工况运行分析53-55
• 4.3.2 高炉煤气与焦炉煤气混烧工况运行分析55-57
• 4.3.3 高、焦炉煤气混合掺烧对锅炉运行影响57-60
• 4.4 经济效益分析60-63
• 4.4.1 锅炉运行优化前后参数对比61
• 4.4.2 燃料消耗与节煤率61-63
• 4.4.3 效益分析63
• 4.5 本章小结63-64
• 第5章 结论与展望64-66
• 5.1 结论64-65
• 5.2 展望65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-71
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文71-72
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目72

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