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某600MW机组锅炉低NOx改造数值模拟研究

杨姣  
【摘要】:由于近年来NOx等大气污染物给人民生活造成了很大影响,NOx的排放问题愈加不容忽视。本文针对某电厂600MW四角切圆燃烧锅炉在满负荷运行方式下NOx排放浓度约400mg/Nm3,不能满足国家对电站锅炉NOx减排政策性要求的问题,拟通过增设燃尽风,利用空气分级燃烧对其进行改造。通过FLUENT数值模拟软件对锅炉在不同工况下的燃烧及NOx排放进行了模拟,权衡利弊,实现了关键参数的确定和改造方案的改进。 首先以数值模拟软件FLUENT为工具,使用可实现k-ε双方程模型,对燃烧器原始结构锅炉煤粉燃烧过程和NOx生成特性进行模拟,得到原工况下炉内燃烧器区域烟气温度场、速度场、各组分CO、02以及NOx的浓度分布。经过理论分析,说明模拟结果的合理性,认为本文所用的计算模型和方法是合理可靠的,可以用于改造工况的预测。 利用相同的模拟分析方法对不同的改造工况进行数值模拟研究,通过对原始工况和加设燃尽风工况的模拟结果的对比,分析了燃尽风喷口高度和燃尽风率对燃烧和NOx排放的影响。在比较温度和组份场的基础上,对NOx浓度及其反应速率的分布变化进行了讨论,全面分析了空气分级燃烧对炉内NOx生成特性产生的影响。 结果表明,燃尽风率增加、燃尽风喷口高度增加都会降低NOx排放,但都会对燃尽及炉膛上部温度产生一定的不利影响。分析结果表明,燃尽风率选取25%,第一、二级SOFA间距H1为3.6m, CCOFA与第一级SOFA间距H2为6.1m时,既能较大程度降低NOx排放,又能将负面影响降至最小,由此选择并确定最终的改造方案。数值模拟结果既比较准确地预测了燃烧器改进后NOx生成与排放量,又为燃烧器的改造提供一定的理论依据。


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