OFA位置及风率对350MW超临界锅炉燃烧特性的影响研究

摘要

随着国内经济的高速发展，空气质量频繁报警，北京及周边地区空气指标PM2.5的时常爆表，西南地区酸雨的日益严重都是空气污染警报的体现。为了节约能源、改善环境，进一步提升煤电高效清洁发展水平，国家环保部质检总局以及各电力集团也在逐步推行火电厂污染物近零排放标准。因此，研究锅炉燃烧过程中NOx生成以及如何降低NOx排放，具有积极的现实意义。
　　本文以某350MW对冲燃烧超临界锅炉为研究对象，运用数值模拟技术，探讨研究OFA喷口与最上层燃烧器距离的不同以及OFA风率变化对锅炉炉内温度场、速度场、烟气成分以及NOx排放的影响。通过计算数据对比分析，得到以下研究结果。
　　在炉膛出口过量空气系数、OFA喷口大小以及OFA风率不变的条件下，当OFA喷口距离燃烧器3m时，OFA喷口上方有着明显的二次再燃高温区，炉膛温度波动大。随着OFA喷口位置的上移，炉膛温度波动变小，烟气充满度先升高然后再降低，温度场和速度场更加均匀。同时，随着OFA喷口位置的上移，燃尽风补氧推后，炉膛出口CO浓度显著增加，锅炉效率下降，但炉膛出口平均NOx浓度也降低明显，由336mg/m3（O2=6%）降低至252mg/m3（O2=6%）。综合考虑锅炉效率，锅炉成本以及NOX排放指标，OFA喷口距最上层燃烧器的最佳距离为5m。
　　在确定OFA喷口距离最上层燃烧器5m的基础上，保持锅炉总风量及OFA喷口大小不变的情况下，采用数值模拟的方法研究了OFA风率对燃烧及NOx的影响规律。随着OFA风率的增加，燃烧器区烟气温度随之降低，OFA喷口上方二次再热区温度随之增高。OFA风率35%时，炉膛出口NOx含量最低，达到226mg/m3（O2=6%），但是考虑炉内温度场以及燃烧器区着火稳定性和低负荷稳燃，最佳的OFA风率为25%，此工况炉膛出口NOx含量为285 mg/m3（O2=6%）。

目录

第1章 绪 论

1.1研究背景及意义

1.2燃煤锅炉NOx生成与控制

1.3国内外研究现状

1.4论文研究的主要内容

第2章 锅炉简介及数值模型

2.1 数值模拟锅炉原型介绍

2.2 数值计算模型

2.3 计算工况的选取

2.4 模型网格划分

2.5 数值模拟网格无关性验证

2.6 模拟计算的合理性验证

2.7 本章小结

第3章 OFA位置对NOx生成的影响

3.1 OFA喷口距离对温度及速度场分布的影响

3.2 OFA喷口距离对O2及CO浓度分布的影响

3.3 OFA喷口距离对NOx浓度分布的影响

3.4 本章小结

第4章 OFA风率对NOx生成的影响

4.1 OFA风率对温度及速度场分布的影响

4.2 OFA风率对O2及CO浓度分布的影响

4.3 OFA风率对NOx浓度分布的影响

4.4 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢

个人简历