W型火焰鍋爐氮氧化物減排技術研究.pdf

1、W型火焰鍋爐是燃用劣質煤的主力爐型，但其存在燃燒不穩(wěn)定、氮氧化物排放量高等問題。因此，研究W型火焰鍋爐燃燒及脫硝技術具有重要意義。本文對某330MW的W型火焰鍋爐氮氧化物控制技術進行了研究。
　　首先，建立了W型火焰鍋爐幾何模型和數(shù)學物理模型，并進行了網(wǎng)格獨立性考核，網(wǎng)格數(shù)為206萬時的模擬結果滿足準確度和網(wǎng)格無關性的要求。利用PDF燃燒模型、雙競爭揮發(fā)分析出模型、DPM模型、動力/擴散焦炭燃燒模型、NOx預測模型等對W型火焰鍋爐

2、不同負荷下的兩種工況進行了熱態(tài)數(shù)值模擬研究，得到的溫度結果與現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)相對誤差在10％以內，NO出口濃度值與現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)相對誤差為11.5%。
　　然后，分析了配風、濃淡煤粉氣流比、燃燒氣氛等因素對W型火焰鍋爐燃燒和氮氧化物排放量的影響。計算結果表明：改進配風條件下爐膛內的流場及溫度場對稱性比原始配風條件下的好，且爐膛出口氮氧化物排放量降低15.92%；拱上濃淡煤粉氣流比越大，爐膛空間利用率越高、出口平均溫度越低、氮氧化物排放量

3、越低，但過大高溫煙氣會進入冷灰斗，造成冷灰斗的結焦結渣。為保證爐膛良好的燃燒特性及較低的氮氧化物排放量，選擇濃淡氣流比為8:2為最佳；W型火焰鍋爐在含氧量為21%的O2/CO2氣氛下燃燒的最高溫度比相同氧含量的O2/N2氣氛下的最高溫度低339℃，但在含氧量為35%的O2/CO2氣氛下燃燒的最高溫度比含氧量為21%的O2/N2氣氛下的最高溫度高25℃。在O2/CO2氣氛下鍋爐氮氧化物的排放量比O2/N2氣氛下的排放量降低80%以上，但要

4、達到較理想的燃燒狀態(tài)，需要消耗更多的氧氣。
　　進而，在低氮燃燒基礎上，采用組分輸運及渦耗散概念模型進行了 SNCR熱態(tài)數(shù)值模擬研究，并利用ANSYS Exploration優(yōu)化平臺建立了熱態(tài)優(yōu)化模型。結果表明：SNCR反應主要發(fā)生在水平煙道部分，原始噴氨口布置的脫硝效率為51.84%。對前墻兩層還原劑噴口位置進行了優(yōu)化分析，前墻第二層噴氨口位置對脫硝效率的影響較第一層對脫硝效率影響大，還原劑噴口位置優(yōu)化后減少了副反應的發(fā)生，脫硝