【摘 要】
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随着国内对环保问题的重视,燃煤电厂氮氧化物排放标准日益严格,众多电厂锅炉必须进行低氮改造,鉴于烟气脱硝系统运行维护成本昂贵,大多数电厂选择炉膛低氮燃烧改造,炉膛低氮燃烧改造主要围绕着燃烧器改造和空气燃料分级燃烧改造两方面进行。本文以某350MW四角切圆煤粉炉为研究对象,数值模拟分析炉内低氮燃烧技术特点,并以此为基础进行锅炉燃烧器改造和燃料与空气分级系统的改造。文章首先简要介绍锅炉脱硝技术的发展和分
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随着国内对环保问题的重视,燃煤电厂氮氧化物排放标准日益严格,众多电厂锅炉必须进行低氮改造,鉴于烟气脱硝系统运行维护成本昂贵,大多数电厂选择炉膛低氮燃烧改造,炉膛低氮燃烧改造主要围绕着燃烧器改造和空气燃料分级燃烧改造两方面进行。本文以某350MW四角切圆煤粉炉为研究对象,数值模拟分析炉内低氮燃烧技术特点,并以此为基础进行锅炉燃烧器改造和燃料与空气分级系统的改造。文章首先简要介绍锅炉脱硝技术的发展和分类,然后使用三维软件对锅炉几何结构进行合理简化与建模,并根据锅炉特点划分合适的网格,然后利用Ansys Fluent软件对该锅炉选取合理的数值计算模型,采用DPM模型计算气体和颗粒的运动规律,湍流模型使用标准k-ε模型,煤粉的化学反应采用阿伦尼乌斯公式定义,煤粉挥发和燃烧模型分别为两步竞争反应和异相多表面反应,模拟并分析了炉膛内速度矢量场、温度场、各组分浓度场和煤粉颗粒的运动轨迹,为锅炉改造提供理论依据和技术支持。模拟结果表明当炉膛温度较低、煤粉颗粒停留时间适中时,NOx浓度有所下降,主燃烧区低二次风率可降低燃烧温度,提升燃烧高度,较高的SOFA风率可减低出口烟温,减少炉膛出口温度偏差,但同时会降低煤粉燃尽率和燃烧效率等。因此对锅炉煤粉燃烧器和二次风及喷嘴系统改造后,通过试验确定适合的二次风和SOFA风的配比,使其满足锅炉SCR、过热器和再热器等设备的性能要求。锅炉测试实验350MW、263MW、210MW下不同煤种的锅炉工作性能,锅炉效率均在94%～95%之间,高于保证值93%,SCR进口NOx浓度在213.4～254.4 mg/m~3之间,低于保证值260mg/m~3,SCR入口烟温在329.2℃～365.1℃之间,处于保证值320～380℃内。
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