煤粉燃烧过程中NOx排放的数值模拟

摘要

本文对煤粉燃烧过程中Nox生成的数值模拟方法进行了全面的综述，详细介绍了各种Nox的生成机理，讲述了抑制Nox生成的两种重要方法：空气分级燃烧和燃料分级燃烧，并着重介绍了国内外在煤粉燃烧Nox的模拟方面所作的工作。在“多功能低Nox燃烧试验台”上进行了空气分级和燃料分级的实验研究。实验结果表明，采用OFA空气分级和天然气再燃的燃料分级，能够有效降低煤粉燃烧过程中的Nox排放量。 本文在对炉内三维动态流动、传热和燃烧过程进行数值模拟的基础上，采用两种Nox生成模型对燃烧过程中的Nox生成进行了计算。采用后处理方法计算Nox的生成，并采用双变量的联合PDF方程计算Nox的反应率的时均值。计算结果能全面预报锅炉内煤粉燃烧时的气相速度分布、温度分布、氧浓度分布以及Nox分布。通过对某实际电站锅炉的空气分级燃烧工况的模拟，研究了影响煤粉燃烧过程中Nox排放特性的主要因素。