采用天然氣再燃技術(shù)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(qū)物,會(huì)對(duì)環(huán)境造成重要破壞。煤燃燒過程中產(chǎn)生的NOx是氮氧化物形成的主要來源之一。隨著我國對(duì)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(xiàng)重要任務(wù)。在眾多NOx排放技術(shù)當(dāng)中,再燃被認(rèn)為是最經(jīng)濟(jì)和有效的方法之一。本文針對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。
　　本文在閱讀國內(nèi)外的相關(guān)文獻(xiàn)后,明確了影響氣體再燃過程的重要的影響因素,進(jìn)而針對(duì)具備開展再燃技術(shù)工作條件的220t/

2、h燃煤鍋爐進(jìn)行了以下工作:
　　分析和選擇數(shù)值模擬中涉及的計(jì)算模型,對(duì)未采用再燃技術(shù)的原始工況進(jìn)行了計(jì)算,并與工業(yè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,誤差均小于5％,驗(yàn)證在該爐膛中煤粉燃燒過程的計(jì)算模型的正確性。對(duì)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(shè)”的模型進(jìn)行了比較,得到的NO濃度分布沿爐膛高度變化趨勢(shì)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(shè)”的模型則為164ppm,誤差在可接受的范圍內(nèi)

3、,因此選擇基于“局部平衡假設(shè)”的模型進(jìn)行計(jì)算。
　　將原始工況、加入燃盡風(fēng)的工況和加入再燃燃料的工況進(jìn)行計(jì)算和對(duì)比,兩種技術(shù)均能夠?qū)档蜖t膛NO的排放產(chǎn)生明顯的效果。經(jīng)折算,原始工況的出口NO濃度為663.8mg/m3,采用燃盡風(fēng)技術(shù)的出口NO濃度為451.3mg/m3,采用再燃技術(shù)的出口NO濃度為295mg/m3。
　　最后在不同的二次風(fēng)配風(fēng)方式,燃盡風(fēng)率和出口氧濃度的條件下對(duì)再燃條件下的燃燒和排放進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明

4、:均等配風(fēng)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(fēng)和再燃技術(shù)的作用,NO減排效果較好。而束腰配風(fēng)和正寶塔配風(fēng)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(dǎo)致了較多燃料N的轉(zhuǎn)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(dá)到了較低的299mg/m3和295mg/m3。過量空氣系數(shù)越大時(shí),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