四角切圆燃烧锅炉燃烧和污染物排放数值模拟

借助FLUENT软件平台,对镇海电厂一台200 MW四角切圆燃烧锅炉炉内流动、燃烧,以及污染物NOx的生成进行了三维数值模拟.计算结果表明,整个炉膛空间存在着旋转流场,炉内最高温度出现在燃烧器区域.温度场与各组分浓度分布有着对应关系,高温区对应CO高浓度区和CO2和O2的低浓度区.NOx的生成主要在炉膛的高温区.在炉膛中心,NOx大量生成且沿着炉膛的高度方向,浓度逐渐降低.     

煤粉燃烧过程中汞析出过程的数值模拟

利用计算流体动力学（CFD）对一台410 t/h四角切圆煤粉燃烧锅炉进行数值模拟研究,在CFD计算基础上加入了Hg反应的子模型,计算得出在燃煤过程中Hg的生成、形态转化以及不同Hg形态在炉内的空间分布.结果表明,通过对整个三维炉膛体积的Hg形态的摩尔分数积分,炉内气相Hg0占94.22%,HgO占4.96%,HgCl2仅有0.82%;HgO、HgCl2在炉内分布较均匀,HgO主要分布在燃烧器区域,HgCl2主要分布在燃烧器和炉膛出口区域;HgO和HgCl2在燃煤过程中的生成途径是相同的,HgO和O2之间存在强烈的关联;HgCl2和Cl2之间存在强烈的关联,而与HCl和Cl的关联性不强;温度仅是促使HgCl2摩尔分数升高的间接因素.     

125MW燃煤机组燃烧污染物排放的测试与分析

国内125MW燃煤发电机组众多，煤炭燃烧产生的污染物主要有SOx，NOx和粉尘等，煤炭的大量消耗导致环境污染日益严重．分析了煤粉在炉内空间燃烧产生污染物的机理，并在此基础上针对125MW电厂锅炉进行污染物排放浓度与总量的测试，得出了煤粉燃烧污染物排放的基本规律，以及有效降低污染物生成的技术控制措施．     

2093t/h四角切圆锅炉燃烧器的数值优化及改进研究

针对某2093 t/h四角切圆燃烧锅炉炉膛出口左右两侧烟温偏差过大、氮氧化物排放浓度偏高的问题,分析了产生烟温偏差的原因,根据计算结果对锅炉燃烧器提出了采用SOFA风反切圆消除残余旋转的改造措施,同时利用空气分级燃烧技术降低NOx的排放。改造后SOFA风率为25%工况下,对比分析了锅炉燃烧器改造前后额定工况下燃烧过程中炉膛温度场、特征组分分布及NOx排放和不同的SOFA风反切角度对炉膛出口烟温偏差的影响。结果表明,适宜的SOFA风反切角度可以有效地减小烟温偏差,空气分级燃烧能够降低主燃区的温度,以降低NOx生成,炉膛出口NOx排放浓度降幅为31.6%,以上结论可作为同类型机组设计和改造时参考。     

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.     

煤粉分级燃烧对炉内燃烧过程影响的试验研究

为了考察炉内燃烧过程的变化特性，研究了2.11 MW四角喷燃煤粉炉的煤粉分级燃烧效果.试验采用的锅炉燃料分级百分比为20%，二级燃烧区过量空气系数取0.95.一级燃烧区和燃尽区过量空气系数取1.10.结果表明, 与未进行分级燃烧的基础工况相比，煤粉分级燃烧试验炉二级燃烧区和炉膛出口温度增高，锅炉NOx排放体积比降低45%. CO、CO2和SO2在应用分级燃烧后的炉内变化复杂，但其排放体积比未发生较大改变，甚至略有下降. 分级燃烧使锅炉固体不完全燃烧损失(SICL)有一定程度增加, 该煤粉分级燃烧是一种清洁燃烧技术.     

改造后的低氮燃烧器燃烧调整试验

为保证改造后锅炉的燃烧稳定性、经济性和NOx排放量,针对改造后锅炉进行热态燃烧调整试验研究。针对某电厂520t/h贫煤锅炉NOx排放量高的问题,提出锅炉低氮燃烧器的改造方案,并在改造后的锅炉上进行冷态及热态燃烧调整试验研究。试验结果表明:采用设计的空气分级水平浓淡低氮燃烧器后,冷态炉内动力场正常,炉膛出口折算到标准状态下,6%氧含量的NOx排放浓度由改造前的900mg/Nm3,降低至414.69mg/Nm3,NOx排放量降低50%,锅炉效率降低小于0.4%。目前,该锅炉能够长时间满出力运行,炉膛出口NOx排放量始终不大于480mg/Nm3。     

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。     

某2 027 t/h锅炉变工况掺烧污泥燃烧特性研究

采用Fluent软件,针对某2 027 t/h四角切圆煤粉锅炉不同负荷下单独燃烧煤粉、煤粉和污泥混烧工况进行了数值模拟,研究了炉内流动、燃烧和NOx排放特性。结果表明：模型能够模拟锅炉燃烧过程,模拟误差在10%以内;掺混污泥对炉内速度场影响较小,掺混污泥后,水分蒸发吸热,炉膛整体温度水平下降,中上层燃烧器区域CO和HCN生成量增加,还原性气氛增强,NOx生成受到抑制;掺混10%比例污泥后,600 MW,510 MW,450 MW工况下平均温度峰值分别降低了15.5 K,8.2 K,3.1 K,NOx排放分别降低10.9%,13.1%,8.1%。     

330MW旋流燃烧方式煤粉炉炉内速度场分布的数值模拟

以某电厂330 MW燃煤机组为研究对象,采用FLUENT6.0软件对炉内实际燃烧过程进行数值模拟,得出了热态时的炉内燃烧器区域和炉膛出口各截面的速度场分布,以及采用两墙对冲布置旋流燃烧器的速度场分布特征.     

风扇磨直吹式系统锅炉的数值计算及NOx的控制

为了解决我国燃煤电厂锅炉面临的低负荷调峰期的稳定燃烧和正常运行时的低NOx排放两大难题．针对风扇磨直吹式制粉系统燃煤发电厂锅炉,介绍了以锅炉炉内煤粉燃烧数学模型为基础,通过给定的边界条件,在改变锅炉负荷和磨运行配置等参数时所计算出的各种数值结果;并论述了可调叶栅煤粉分配器和水平隔板实现低负荷稳燃和低NOx排放的原理．     

A novel model for cost performance evaluation of pulverized coal injected into blast furnace based on effective calorific value

The combustion process of pulverized coal injected into blast furnace involves a lot of physical and chemical reactions. Based on the combustion behaviors of pulverized coal, the conception of coal effective calorific value representing the actual thermal energy provided for blast furnace was proposed. A cost performance evaluation model of coal injection was built up for the optimal selection of various kinds of coal based on effective calorific value. The model contains two indicators: coal effective calorific value which has eight sub-indicators and coal injection cost which includes four sub-indicators. In addition, the calculation principle and application of cost performance evaluation model in a Chinese large-scale iron and steel company were comprehensively introduced. The evaluation results finally confirm that this novel model is of great significance to the optimal selection of blast furnace pulverized coal.     

高炉煤粉喷吹过程的数学模型

给出了高８炉煤粉喷吹过程的一个数学模型,该模型可对煤粉颗粒在直吹管内的运动、热解、燃烧情况进行数值模拟,同时还可以计算出煤粉的燃烧率,从而可对喷吹效果在理论上作出评价。     

电站锅炉燃用高碱煤对燃烧特性影响研究

以某1 000MW超临界塔式电站锅炉为研究对象,采用数值模拟的方法研究了锅炉燃用高碱煤对炉内燃烧特性和结渣特性的影响。使用CFD模拟软件对炉内燃烧过程进行了三维稳态燃烧模拟,并对掺烧不同比例准东煤后的炉内温度场和结焦率等指标进行了比较分析。结果表明,随着高碱煤掺混比例的提高,炉内温度水平逐渐下降,当掺混比例较高时,炉内温度水平已难以匹配正常燃烧的条件。更改煤粉平均粒径的模拟结果表明,粒径和掺混比例都与炉内结渣特性有着较强的关联,这是由不同掺混比例下粒径改变后对于碰壁情况与温度水平的两方面共同作用导致的。     

碗式配风对燃烧效率与NOx质量浓度的影响

对600 MW超临界前后墙对冲燃烧锅炉在均等配风和碗式配风下的燃烧进行数值模拟,分析不同偏差程度碗式配风对炉内颗粒质量浓度场、CO体积分数场、炉膛温度、NO_x生成的影响,并与试验结果进行对比. 模拟结果表明,燃烧器碗式配风改善了炉内宽度方向上的风、煤混合过程,减小了CO体积分数和煤粉颗粒质量浓度偏差,降低了炉膛出口烟气中CO的平均体积分数和飞灰中碳的质量分数,从而有效提高了前后墙对冲燃烧锅炉的燃烧效率. 燃烧器碗式配风对炉膛出口烟气中NO_x的平均质量浓度有不利影响,但是当碗式配风风量偏差不大于20%时,NO_x平均质量浓度变化不大于3.5%. 综合燃烧器碗式配风对水平截面CO分布特征和炉膛出口烟气中NO_x的平均质量浓度的影响,在燃烧常用煤种的条件下,碗式配风的风量偏差宜控制在20%以内. 炉膛出口烟气中CO的平均体积分数、飞灰中碳的质量分数、NO_x平均质量浓度的模拟值与热态试验值变化趋势一致. 在实际应用中碗式配风对CO平均体积分数的降低效果更加显著,当碗式配风的风量偏差达到20%时,省煤器出口烟气中CO的平均体积分数降低幅度达95%.     

O_2/CO_2煤粉锅炉炉膛实时仿真模型研究

基于O2/CO2燃烧方式的烟气成分和换热特点,建立了炉内辐射换热过程的动态数学模型。以某300MW O2/CO2煤粉锅炉概念设计中的炉膛为研究对象,进行了BMCR工况下的静态仿真计算、O2/CO2容积比和摆角扰动试验。仿真结果表明,所建立的模型运行稳定,动态变化趋势合理,可为O2/CO2煤粉锅炉炉膛的控制系统设计和机组运行提供参考。     

生物质炭添加比例对煤粉燃烧性能的影响

农业废弃物含有较高的C元素和较低的S元素及灰分,将这类生物质炭化并细磨后,与煤粉混合喷吹进入高炉燃烧,可有效利用可再生能源,减少炼铁工业的CO_2排放,且有利于提高生铁质量,并显著提高煤粉的燃烧率。因此,对玉米秸秆和花生壳热解产物进行了表征分析,采用差热分析法研究这两种生物质炭与煤粉按不同配比混合对煤粉燃烧性能的影响。SEM及BET检测结果均表明,玉米秸秆炭和花生壳炭的组织疏松,比表面积大,硫与灰分含量低,可明显增大试样与氧的接触面积;热重试验结果表明,生物质炭与煤粉按3∶7的质量比混合的燃烧性能最好,着火点明显降低,燃烧过程稳定,燃烧率显著提高。     

高炉风口回旋区煤粉燃烧过程三维数值模拟

为更好地了解回旋区内气体、煤粉的各种经历效应，本文基于欧拉气相方程组、欧拉颗粒连续方程和动量方程以及拉氏颗粒能量和质量变化的方程，建立了高炉风口回旋区湍流气固两相流动和煤粉燃烧的三维数学模型。将所建模型分别对冷态模型内气粒两相流动和某企业750m^3高炉风口回旋区内的气固两相三维流动和煤粉燃烧进行了数值模拟，并采用PDA对冷态模型内气粒两相流场进行了测量，结果表明，实验结果与冷态两相流动的模拟结果基本一致，平均相对误差为11．6％；热态模拟的模拟结果与国外实验测量结果较吻合，平均相对误差约为15．8％。该模型能够较准确地预测风口回旋区内的燃烧情况，可以减少高炉操作费用，正确指导生产实践。