燃煤锅炉NO_x生成数值模拟研究

因锅炉NOx生成受多种因素影响,仅借助现场试验探索NOx的生成规律及其影响因素存在一定的局限性。以410 t/h四角切圆燃煤锅炉为原型,利用Fluent软件建立其流动、燃烧等相关数值模型,利用常规现场试验对数值模型进行验证及修正,使Fluent数值模型的准确性及可靠性得以提高,以此对某些不具备试验条件的影响因素进行了NOx生成特性的模拟研究。结果表明:所建数值模型能够为正确分析燃烧及NOx生成规律提供充分的理论依据,弥补了现场试验方法的不足。     

350MW燃煤锅炉燃烧过程和NOx排放的数值研究

采用IPSA两相流动模型、煤粉燃烧综合模型以及后处理的NOx生成模型,对一台350MW锅炉煤粉燃烧过程和NOx排放进行了数值计算,得出了炉内燃烧器区域以及炉膛出口的烟气温度场和燃烧产物的组分浓度分布．炉膛出口处模拟结果与锅炉热态试验数据进行了比较,两者吻合情况较好．另外,重点分析了炉内煤粉燃烧过程和NOx排放沿燃烧器出口中心线和炉膛高度方向上的生成规律,得出了NOx的主要生成区域,并指出了降低NOx排放的控制技术．     

烟气再循环对炉内氮氧化物生成影响的数值模拟

利用Fluent软件对某电站四角切圆燃烧锅炉有、无烟气再循环时的燃烧过程和NOx排放特性进行数值模拟。计算结果表明:有烟气再循环时,炉内平均温度分布和最大温度分布整体明显降低;炉膛出口CO2浓度有一定幅度的上升,O2浓度有了较大幅度的下降;同时NOx生成量有较大幅度降低,其数值模拟结果与试验结果基本相符。还对烟气再循环倍率和烟温等对氮氧化物生成量的影响进行了研究,并对烟气再循环倍率进行了优化数值模拟。其研究结果为烟气再循环锅炉的设计、运行提供了参考依据。     

超细粉再燃对锅炉燃烧NOx排放影响的数值研究

采用比较先进的阶段模型,结合FLUENT6对元宝山3#锅炉不同工况的燃烧过程及污染物生成进行数值模拟,并对采用再燃烧技术和没有采用再燃烧技术锅炉炉内过程和污染物(NOx)的排放进行了模拟和比较,为采用再燃烧的锅炉的合理设计、经济与清洁运行提供技术参考.     

液化气锅炉富氧燃烧的数值模拟及实验研究

首先对炉内燃烧过程的各种数学模型进行了综述及分析,找出了适合液化气锅炉的数值模拟方法。在此基础上,运用计算流体动力学软件对液化气锅炉的燃烧过程进行了数值模拟,得到了不同空气氧含量时炉内温度场、组分浓度场及NOx的生成及分布情况。找出了温度场与组分浓度场及NOx浓度场的对应关系,以及锅炉的燃烧效率及NOx排放量随氧含量的变化关系。最后对液化气锅炉富氧燃烧过程进行了较为详尽的实验研究。计算结果与实验数据对比表明,两者基本吻合。本文研究对富氧燃烧设备的工程设计具有理论及实用价值。     

300MW燃煤锅炉炉内NOx生成与控制的试验研究

控制电力生产过程中NOx生成量的方法主要是分级燃烧.选择国内具有代表性的300 MW燃煤电站锅炉为对象,对锅炉不进行改造,在不同负荷条件下,利用分级燃烧原理,通过炉内优化分级燃烧试验,得出了降低炉内NOx生成的控制参数.额定负荷时,炉内NOx排放浓度在原有基础上降低了22.45%,有效地控制了NOx的排放.     

空气分级燃烧降低燃煤电站锅炉NOx生成的技术分析

在燃煤电厂锅炉燃烧中,NOx生成浓度高,排放量大,严重影响大气环境品质.而煤种、一次空气系数、锅炉负荷、火上风投停是影响NOx生成的重要因素,在大型电站燃煤锅炉中实施空气分级燃烧技术,可降低NOx排放的浓度.     

辊道窑富氧燃烧的数值模拟研究

采用Fluent软件对气烧明焰陶瓷辊道窑预热带和烧成带进行了数值模拟,研究了不同富氧条件下辊道窑内温度场的特性及其规律。同时,对于辊道窑NOx的排放情况进行数值模拟,分析了NOx生成量随O2浓度的变化规律。研究结果表明,在燃料量不变时,富氧燃烧可以提高燃料的燃烧温度,但随着O2浓度的增加,窑内温度的均匀性变差;而且当O2浓度从21%增大到27%时,NOx的排放量缓慢上升;当O2浓度大于27%时,NOx生成量迅速增加。基于此,在实际生产中建议控制富氧浓度在27%以下;此外,以天然气为燃料的富氧燃烧,NOx的主要生成类型是热力型和快速型,其中热力型NOx的生成占主导作用。     

大型电厂锅炉NOx排放特性的支持向量机模型

为了降低大型电厂锅炉NOx的排放,并对燃烧进行优化和控制,应用支持向量机算法建立了大型四角切圆燃烧电站锅炉NOx排放特性模型,利用NOx排放的热态实炉试验数据对模型进行了训练和校验,并对支持向量机算法模型中的参数g和C的选择进行了较深入的探讨,定性地分析了模型参数g和C的变化对模型预测能力的影响,获得了最佳的模型参数.利用该模型对不同实验工况下NOx的排放作出了预测,结果说明采用支持向量机算法建模达到了比较准确的预测效果,与其他建模方法相比具有泛化能力好、计算速度快的优点.     

锅炉燃烧器改造的节能减排效果分析

介绍锅炉煤粉燃烧过程中NOx生成的机理,针对国产锅炉结构特点对燃烧器进行改造,紧密结合节能减排要求,采用降低NOx的燃烧技术进行工程应用。通过试验测量燃烧器改造的效果,数据表明确实达到了节能的效果,减少了NOx排放,保护了生态环境,具有较高的经济价值和社会价值。     

锅炉氮氧化物排放量检测中PLS的应用改进

通过确定与氮氧化物生成量密切相关的锅炉运行参数,利用改进的偏最小二乘法(partial least squares,PLS)计算模型对锅炉煤燃烧过程中氮氧化物排放量进行预测。PLS的改进是在随机矩阵法均化校准模型基础上,结合影响氮氧化物排放量的各个因素以及排放量中氮含量的单变量输出,对PLS模型改进。利用PLS改进的计算模型对氮氧化物排放量进行预测,并同实测值进行对比,结果表明:该方法对预测氮氧化物排放量的准确度和计算速度较常规的PLS均有较大提高。该方法为实现数据采集程序计算一体化提供了一种手段。     

Boiler combustion optimization based on ANN and PSO-Powell algorithm

To improve the thermal efficiency and reduce nitrogen oxides(NOx)emissions in a power plant for energy conservation and environment protection,based on the reconstructed section temperature field and other related parameters,dynamic radial basis function(RBF)artificial neural network(ANN)models for forecasting unburned carbon in fly ash and NOx emissions in flue gas ware developed in this paper,together with a multi-objective optimization system utilizing particle swarm optimization and Powell(PSO-Powell)algorithm.To validate the proposed approach,a series of field tests were conducted in a 350 MW power plant.The results indicate that PSO-Powell algorithm can improve the capability to search optimization solution of PSO algorithm,and the effectiveness of system.Its prospective application in the optimization of a pulverized coal(PC)fired boiler is presented as well.     

基于NSGA-Ⅱ算法的锅炉燃烧多目标优化

采用BP（back propagation,BP）神经网络模型分别建立了300 MW燃煤锅炉的NOx排放特性模型和锅炉热损失模型,同时利用锅炉热态试验数据对模型进行了训练和验证。结果表明：BP神经网络模型可以很好地预测锅炉的排放特性和锅炉的热损失特性。结合NOx排放模型和锅炉热损失模型并采用非劣分类遗传算法（non-dominated sorting genetic algorithm,INSGA-Ⅱ）对锅炉进行多目标优化,优化结果表明：NSGA-Ⅱ多目标优化方法与BP神经网络模型结合可以对锅炉多目标燃烧优化问题实现有效的多目标寻优,得到理想的Pareto解方案可以在降低锅炉NOx排放的同时使锅炉运行在较高的效率工况下,是对锅炉进行多目标优化的有效工具。     

热管散热半导体制冷系统的实验研究

半导体制冷利用半导体材料的珀尔帖效应来实现,不使用压缩机和制冷剂,且不存在噪声和制冷剂污染环境的问题。半导体制冷系统的性能好坏与热端的散热条件有直接关系,为改善热端散热条件,研制了1台热管散热型半导体冷箱。通过性能测试实验,确定了半导体制冷系统的最佳工况,并比较热管散热、风冷散热和水冷散热方式对系统制冷性能的影响。实验结果表明：热管散热是半导体制冷系统的最佳热端散热方式。     

不同带粉量的三次风再燃试验与数值模拟

在某200MW四角切圆燃烧煤粉炉上实施了三次风再燃技术,并采用现场试验和数值模拟相结合的方法,研究不同三次风带粉量工况下的炉内煤粉燃烧和NOx还原情况.研究结果表明,引入高速燃尽风喷口(OFA)射流可以强化混合,加快焦炭颗粒的燃尽,同时通过合理控制OFA喷口高度来避免炉膛上部超温;为降低飞灰含碳量,要尽量提高主燃区内煤粉的燃尽程度;若适当提高OFA喷口高度并合理控制炉内各区域的过量空气系数,在20%带粉量情况下,该三次风再燃方案可以获得50%以上的脱硝率并基本不影响锅炉正常运行.     

燃尽风率变化对电站锅炉NO_x排放特性影响的数值模拟

燃尽风率是决定燃尽风技术降低NOx排放量的关键因素.对一300 MW机组四角切圆锅炉炉内煤粉燃烧过程进行了不同燃尽风率条件下的数值模拟.分析研究了燃尽风率对炉内温度、O2、CO浓度分布、 NOx排放特性和飞灰含碳的影响规律.分析结果表明:随着燃尽风率的增加,炉内温度水平会降低,在煤粉燃烧区域氧浓度降低,CO浓度升高,炉内NOx浓度明显下降,炉膛出口NOx排放量线性降低;在燃尽风率为5.5%到8.5%之间时,燃尽风率增大飞灰含碳量降低,当燃尽风率增大到8.5%以上时会引起飞灰含碳量的升高.     

大型燃煤锅炉SNCR过程数值研究

基于Fluent软件平台,对410 t/h燃煤锅炉中选择性非催化还原（SNCR）过程进行建模和模拟计算.计算结果与实验测量数据吻合很好,阐明了利用这种方法预测大空间、复杂温度场、复杂流场的锅炉炉膛中氮氧化物生成及还原过程的可行性.计算结果表明,在还原剂与氮氧化物初期混合条件有限的情况下,脱硝效果决定于物质的湍流扩散和温度场之间的相互作用.研究在不同喷射截面上温度和氨氮摩尔比对SNCR过程的影响,结果表明喷射截面应该取在平均温度位于SNCR“温度窗口”中部的截面所对应的高度处,在该工况下脱硝率在42%以上,且随氨氮摩尔比由1.0提高到2.2,脱硝率增长约58%.综合考虑尾部漏氨,氨氮摩尔比应该控制在1.4以下.