低氮燃烧器改造对锅炉性能影响的研究

摘要

我国自改革开放以来，电力工业发展迅猛，目前已成为年发电量和发电装机总容量位居世界第二的电力消费和生产大国，同时带来了巨大的环境污染。氮氧化物作为主要的气体污染物之一，虽然来源广泛，且呈现出多元化发展的趋势，但火电厂一直以来都是最大的氮氧化物生产源。如何降低氮氧化物的排放量，已成为迫在眉睫的环保问题。
　　水平浓淡分离式燃烧技术作为一种高效清洁燃烧技术，具有降低氮氧化物排放量、低负荷下稳定燃烧、防止炉内结渣等优点，但同时也存在使不完全燃烧程度加大的缺点。如何在运行中保证锅炉效率的同时，尽可能地降低NOx排放量，成为现场工作人员密切关注的问题。本文以某电厂670t/h燃煤锅炉为研究对象，对水平浓淡燃烧器改造后炉膛内部的流动及燃烧特性，NOx生成及机械不完全燃烧热损失进行了数值计算。
　　本文利用Gambit软件建立锅炉的物理模型，利用Fluent软件设置合理的数学模型并设定相应的边界条件。本文共设置了两种改造方案、三种不同的负荷水平以及12个煤粉气流浓淡比数值。模拟计算了炉膛内部的速度场、温度场、NOx生成量、碳转化率以及机械不完全燃烧热损失等。分析表明，改造之后，火焰贴墙现象得到改善，温度场分布更加合理。随着煤粉气流浓淡比数值的增大，炉膛出口处的NOx排放量逐渐减小，机械不完全燃烧热损失逐渐增大，二者呈相反趋势变化，因此需要确定一个合理的浓淡比数值。经过分析，浓淡比的合理数值为6。

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主要符号表

第1章 绪 论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要研究内容

第2章 数学模型及计算方法

2.1 引言

2.2 基本方程

2.3 气相湍流流动模型

2.4 气相湍流燃烧模型

2.5 煤粉燃烧模型

2.6 辐射传热模型

2.7 NOx生成模型

2.8 本章小结

第3章 研究对象及数学建模

3.1 研究对象

3.2 数学建模

3.3 本章小结

第4章 数值模拟的计算结果及分析

4.1 燃烧器区域速度计算结果及分析

4.2 温度计算结果及分析

4.3 氮氧化物NOx计算结果及分析

4.4 机械不完全燃烧热损失q4的计算

4.5 浓淡比对NOx排放量与机械不完全燃烧热损失的影响

4.6 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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