400t/h四角切圆煤粉炉分级燃烧技术降低NOx排放的研究与数值模拟

摘要

在过去几十年中,煤粉燃烧技术的发展主要基于电厂锅炉运行所积累的经验以及一些小规模试验装置所测得的数据,这些经验和数据有极大的局限性.随着计算机技术的不断发展,燃烧过程的数值模拟已经成为燃烧理论研究和燃烧装置设计的重要手段.该文主要利用计算流体力学(CFD)软件对天生港SG-400/140-M410四角切圆煤粉炉燃烧情况进行数值模拟,研究炉内流动、传热传质和燃烧过程,预报了炉内的速度场、温度场、各组分的浓度场、颗粒轨迹以及整个炉膛内旋流数分布等各个参数,给出炉内的NOx分布,并与实际情况进行比较.在此基础上,拟对此炉进行低NOx改造.该文总结分析了各种低NOx改造方法,针对该文研究对象的实际情况选择了增加一层燃烬风,保持一次风不变,减少二次风总量,调整二次风配比方式来降低NOx排放.由二次风配比方式的不同,进行了四种变工况研究.结果表明,这四种工况都能不同程度地降低NOx的排放,且调整燃烧风得当将提高锅炉燃烧效率,使整个炉膛温度水平有所提高,炉膛出口的飞灰含碳量降低.这就说明,分级燃烧能够降低NOx的排放,且分及强度愈大,愈有利于NOx的降低.

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第一章绪论

§1.1研究背景及意义

§1.2课题的提出及主要研究内容

第二章NOx的排放机理以及NOx控制技术综述

§2.1引言

§2.2 NOx的排放机理及其控制原理

§2.2.1热力型NOx的排放机理及其控制原理

§2.2.2瞬时型NOx的排放机理及其控制原理

§2.2.3燃料型NOx的排放机理及其控制原理

§2.3 NOx控制技术

第三章400/h四角切圆燃烧煤粉炉热态数值模拟

§3.1 Fluent软件简要介绍

§3.2数学模型和控制方程

§3.2.1气相流动

§3.2.2煤粉颗粒的运动

§3.2.3煤粉的燃烧

§3.2.4气相燃烧

§3.2.5辐射传热

§3.2.6 NOx生成模拟

第四章天生港400t/h四角切圆燃烧煤粉炉热态模拟

§4.1锅炉原始工况

§4.2分级燃烧四种配风方式模拟计算

§4.3网格划分

§4.4数值模拟方法

§4.5边界条件

§4.5.1气相方程边界条件

§4.5.2颗粒相方程边界条件

§4.6模拟结果

§4.6.1原始工况部分数值模拟结果

§4.6.2分级燃烧四种工况下数值模拟结果及其与原工况模拟结果的比较

§4.7工况五

第五章全文总结

致 谢

参考文献