论文部分内容阅读
火电厂在我国所占的比重非常大,其燃煤产生的NOx是大气污染物NOx的主要来源。随着世界对环境保护的日益重视,发展洁净煤燃烧技术是一项任重而道远的工作。研究者对空气分级、低NOx燃烧器、燃料再燃技术等脱除NOx的效果和机理进行了详细的研究。其中,前两者已经广泛应用于工程实际中。煤粉浓淡和空气分级燃烧技术都是通过在炉内燃烧中脱氮降低NOx排放的措施,其原理是通过形成远离化学当量比这种不利于NOx生成的环境来降低其生成。目前,工程实际中对两者联用的研究还很少。本文对煤粉浓淡、空气分级以及两者联用的炉内燃烧过程进行了研究,在关注NOx生成规律的同时对soot的生成也做了有益的探索,并得出了一些可供生产和设计参考的数据。主要的工作和结论如下。(1)分析了气相湍流流动、燃烧、两相流、辐射换热等模型,选取了合适的模型参数和网格划分形式,为煤粉炉的燃烧数值模拟提供了基础。(2)以炉膛为研究对象,按照NOx、soot、热损失和燃烬性四方面对均等、证宝塔、倒宝塔、缩腰、鼓腰五种二次风配风方式的综合燃烧效果进行分析。OFA喷口关闭时,推荐缩腰和均等配风；OFA喷口开启时,推荐均等配风。(3)在均等配风的基础上,提出了煤粉浓淡和空气分级煤粉浓淡燃烧的改造方案,研究了煤粉浓淡比对NOx和soot生成的影响,同时对热损失和燃烬性进行了对比。在此基础上,研究了粒径大小对煤粉浓淡空气分级燃烧过程中污染物的影响规律。两者联用可同时降低NOx和soot的生成,小粒径煤粉对NOx的生成贡献较大,大粒径煤粉对soot的生成贡献较大。煤粉最佳浓淡比为5。(4)对以上采用煤粉浓淡、空气分级及两者联用的燃烧过程进行了对比,分析了其降低NOx的原因。空气分级和煤粉浓淡分别在在竖直、水平方向上合理配置煤粉空气的混合和燃烧过程,空气分级降低了主燃烧区域的氧量、煤粉浓淡形成了局部贫氧富燃条件,推迟了煤粉的燃尽,使炉内的最高温度降低,抑制了NOx和soot的生成。主要创新点(1)联合了煤粉浓淡、空气分级两种低NOx技术,对其降低NOx的燃烧过程进行了研究,并得到了可用于工程实际的优化参数。(2)综合考虑了采用不同改造方案对污染物、燃烬性和热损失的影响。在保持较高燃烬率和热利用率不降低的前提下,得到了可降低NOx和soot生成的优化方案和优化参数。