采用天然氣再燃技術降低爐膛NOx排放的數(shù)值模擬.pdf

1、氮氧化物(NOx)是酸雨形成的重要前驅物,會對環(huán)境造成重要破壞。煤燃燒過程中產生的NOx是氮氧化物形成的主要來源之一。隨著我國對NOx排放控制要求的提高,有效地控制燃煤過程中的NOx排放是電力熱力行業(yè)的一項重要任務。在眾多NOx排放技術當中,再燃被認為是最經濟和有效的方法之一。本文針對這項技術進行了數(shù)值模擬研究。
　　本文在閱讀國內外的相關文獻后,明確了影響氣體再燃過程的重要的影響因素,進而針對具備開展再燃技術工作條件的220t/

2、h燃煤鍋爐進行了以下工作:
　　分析和選擇數(shù)值模擬中涉及的計算模型,對未采用再燃技術的原始工況進行了計算,并與工業(yè)試驗數(shù)據(jù)進行對比,誤差均小于5％,驗證在該爐膛中煤粉燃燒過程的計算模型的正確性。對兩種氣體燃料再燃還原NO的子模型,總體再燃模型和基于“局部平衡假設”的模型進行了比較,得到的NO濃度分布沿爐膛高度變化趨勢基本一致,總體再燃模型的出口NO濃度為151ppm,基于“局部平衡假設”的模型則為164ppm,誤差在可接受的范圍內

3、,因此選擇基于“局部平衡假設”的模型進行計算。
　　將原始工況、加入燃盡風的工況和加入再燃燃料的工況進行計算和對比,兩種技術均能夠對降低爐膛NO的排放產生明顯的效果。經折算,原始工況的出口NO濃度為663.8mg/m3,采用燃盡風技術的出口NO濃度為451.3mg/m3,采用再燃技術的出口NO濃度為295mg/m3。
　　最后在不同的二次風配風方式,燃盡風率和出口氧濃度的條件下對再燃條件下的燃燒和排放進行了數(shù)值模擬。結果表明

4、:均等配風能夠很好的滿足燃燒組織的需要,在控制溫度的條件下最大化的發(fā)揮燃盡風和再燃技術的作用,NO減排效果較好。而束腰配風和正寶塔配風的出口NO濃度偏高。α=0.7的工況在天然氣通入后溫度升高導致了較多燃料N的轉化為NO,因此出口NO濃度水平也較高351mg/m3。α=0.8和α=0.9的工況熱偏差較小,并且分別達到了較低的299mg/m3和295mg/m3。過量空氣系數(shù)越大時,爐膛出口的O2量越高,但是氮氧化物的排放量也隨之降低。NO