烟气再循环在煤粉工业锅炉上的数值模拟研究_李高亮

合集下载

使用超细煤粉再燃技术的锅炉炉内过程的数值模拟

使用超细煤粉再燃技术的锅炉炉内过程的数值模拟

使用超细煤粉再燃技术的锅炉炉内过程的数值模拟本文针对采用超细煤粉再燃烧的锅炉进行了数值模拟。

通过对流动、传热、燃烧、NOx生成进行数值模拟和分析,获得了比较满意的结果。

采用了适用范围广的标准k-ε湍流模型模拟气相湍流输运,用混合分数概率密度函数PDF模型模拟气相湍流燃烧,用P-1辐射模型计算辐射传热,对煤粉挥发分的释放采用了双匹配速率模型(thetwocompetingratesmodel),煤粉颗粒的跟踪采用了随机轨道(stochastictracking)方法。

在NOx生成模拟中考虑了温度型、燃料型、快速型NOx的生成;考虑了焦炭对NO的还原作用。

通过对元宝山电厂3#炉的模拟表明:采用超细煤粉再燃技术,可有效降低NOx排放达50%。

计算的结果对其它机组有参考价值和定性指导意义。

烟气再循环及分段送风对链条炉NOx生成的数值模拟

烟气再循环及分段送风对链条炉NOx生成的数值模拟

的生成情况。根据模 拟结果 来分析 N 降低 的原 O
收 稿 日期 :0 9—1 3 20 2— 1
膛, 开始时 要 吸收高 温 烟 气 的热 量 加 热并 析 出挥 发
作者简介 : 胡满银(9 2 15 一), , 男 山西 阳泉人 , 教授 , 从事大气污染控 制工程研究工作。
烟气再循环及分段送风对链条炉 N 生成的数值模拟 O
N 的生成 在炉 膛 内 , 以计 算 时忽 略 炉膛 下 面 的 O 所
灰 斗 , 对整 个 炉膛 划 分 网格 时采 用 了 分 块 方 法 。 且
发分 和焦 炭 的燃 烧需 要 足 量 的氧气 , 以链 条 炉 采 所
用分 段送 风… 。
由于炉膛 内的燃烧 反 应 主要 在 进 风 口上 面产 生 , 所 以此 部分 的 网格 比较 密 。而 炉 膛 上 部 的 网 格 相 对
O O O O O O O O 3 3 3 3 3 3 3 3
O 2
图3 无烟气再循环时炉膛出口处 N 的分布 情况 O
图 1 划 分 网格 后 模 型 示 意
煤 燃烧 过 程 中生 成 N N N O。通 常 把 O, O 和 N O和 N 为氮 氧 化物 ( O ) O称 N 。其 中 N 占 9 % O 0
摘要: 以某 1 / 条 炉为研 究对 象 , 用 F U N 0th链 / 运 L E T软 件 分 别 对 此链 条 炉在 无 烟 气再 循 环 和采 用烟 气再循 环技 术 时炉膛 内的燃 烧过 程 、 温度 场 以及 N 的 生成 情 况 进行 数 值 模 拟 。 O 并且 比较 了循 环烟 气从 一次风 口和 二 次风 口进 入 炉膛 这 2种 不 同情 况 。模 拟 结果 显 示 : 用 采 烟 气再循 环技 术 , 炉膛 内的平 均温度 降低 , 而降低 N 的 生成 量 ; 从 O 而循 环 烟 气从二 次风 口进 入 炉膛 内, 生成 的 N 更 少些。该数 值模 拟 结果 可为链 条 炉的设计 和运 行提供 参 考 。 O会

烟气循环倍率对煤粉富氧燃烧影响数值模拟

烟气循环倍率对煤粉富氧燃烧影响数值模拟

第48卷第4期2019年4月热力发电THERMAL POWER GENERATIONVol.48 No.4Apr. 2019 ^因气循环倍丰对煤扮富氧撚烧影响数值模拟王鹏、郭军军2,吴海波、柳朝晖2,余学海、廖海燕1(1.神华国华(北京)电力研究院有限公司,北京100025;2.华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉430074)[摘要]为了研究煤粉富氧燃烧方式下烟气循环倍率对燃烧和传热特性的影响,本文以某500k W 燃烧测试炉为研究对象,采用数值模拟方法对空气燃烧以及不同循环倍率下的富氧燃烧进行了研究;采用化学渗透脱挥发分(C P D)模型模拟煤粉的脱挥发分过程,挥发分成分考虑为多种轻质气体,挥发分的燃烧采用详细化学反应机理,介质辐射特性模型均针对富氧燃烧进行了修正。

研究结果表明:虽然富氧燃烧下二次风与一次风的动量比较空气燃烧下降了 50°%以上,但采用相同的旋流燃烧器仍可实现与空气燃烧相似的炉内流场特性;煤粉燃烧温度和着火位置均受循环倍率的影响,富氧燃烧下循环倍率为72°%时,炉内平均温度分布以及着火位置与空气燃烧下较为接近,随着循环倍率增加,辐射传热量降低。

[关键词]煤粉燃烧;富氧燃烧;烟气循环;燃烧特性;循环倍率;辐射传热;数值模拟[中图分类号]T K16[文献标识码]A[D O I编号]10.19666/j.r l f d.201809181[引用本文格式]王鹏,郭军军,吴海波,等.烟气循环倍率对煤粉富氧燃烧影响数值模拟[J].热力发电,2019, 48(4): 90-95. WANG Peng, GUO Junjun, WU Haibo, et al. Numerical simulation on influence of flue gas recirculation ratio on oxy-coal combustion[J]. Thermal Power Generation, 2019, 48(4): 90-95.Numerical simulation on influence of f lue gas recirculation ratio on oxy-coal combustion W A N G P e n g1, G U O J u n ju n2, W U H a ib o1, L IU Z h a o h u i2, Y U X u e h a i1, L IA O H a iy a n1(1. S h en h u a G u oh u a E lectric Pow er R esearch In stitu te C o., L td., B eijing 100025, C h in a;2. School of E n ergy an d P ow er E n gin eerin g, H u azh on g U niversity of Science a n d T ech n ology, W u h a n 430074, C h in a)A b s t r a c t:T o s t u d y t h e e f f e c t s o f f l u e g a s r e c i r c u l a t i o n r a t i o o n c o m b u s t i o n a n d h e a t t r a n s f e r c h a r a c t e r i s t i c s i no x y-c o a l c o m b u s t i o n,n u m e r i c a l i n v e s t i g a t i o n o n a i r c o m b u s t i o n a n d o x y-f u e l c o m b u s t i o n o f p u l v e r i z e d c o a l w a sc a r r i ed o u t i n a500k W c o m b u s t i o n te s tf a c i l i t y.M o r e o v e r,t h e c h e m i c a l p e r m e a t i o n d e v o l a t i l i z a t i o n(C P D)m o d e l w a s u s e d t o d e s c r i b e t h e d e v o l a t i l i z a t i o n b e h a v i o r o f p u l v e r i z e d c o a l.T h e v o l a t i l e c o m p o n e n t s a r e c o n s i d e r e d a s a v a r i e t y o f l igh t g a s e s.T h e d e t ai l e d r e a c t i o n m e c h a n i s m w a s a p p l i e d f o r v o l a t i l e s c o m b u s t i o n,a n d t h e r a d i a t i v ep r o p e r t y m o d e l s w e r e m o d i f i e d f o r o x y-f u e l c o m b u s t i o n.T h e r e s u l t s s h o w t h a t,a l t h o u g h t h e m o m e n t u m r a t i o o f t h e s e c o n d a r y a i r t o t h e p r i m a r y a i r i s r e d u c e d b y m o r e t h a n50%i n o x y-f u e l c o m b u s t i o n,e m p l o y i n g t h e s a m es w i r l b u r n e r c a n s t i l l o b t a i n t h e i n-f u r n a c e f l o w c h a r a c t e r i s t i c s w h i c h i s s i m i l a r t o t h e a i r c o m b u s t i o n.B o t h t h ec o m b u s t i o n t e m p e r a t u r e a nd t he i g n i t i o n p o s i t i o n of t h e p u l v e r i z e d c o a l a r e a f f e c t e d b y t h e c i r c u l a t i o n r a t e.I no x y-f u e l c o m b u s t i o n w i t h r e c i r c u l a t i o n r a t i o o f 72%,t h e d i s t r i b u t i o n o f t h e a v e r a g e t e m p e r a t u r e i n t h e f u r n a c e a n dt h e i g n i t i o n p o s i t i o n a r e s i m i l a r t o t h o s e i n a i r c o m b u s t i o n.A s t h e i n c r e a s e o f r e c i r c u l a t i o n r a t i o,t h e r a d i a t i v e h e a t t r a n s f e r d e c r e a s e s.K e y w o r d s:p u l v e r i z e d c o a l c o m b u s t i o n,o x y-f u e l c o m b u s t i o n,f l u e g a s r e c i r c u l a t i o n,c o m b u s t i o n c h a r a c t e r i s t i c s,r e c i r c u l a t i o n r a t i o,r a d i a t i v e h e a t t r a n s f e r,n u m e r i c a l s i m u l a t i o n中国是一次能源消耗大国,2007年中国超过美的碳减排压力。

烟气再循环燃气燃烧器的试验分析

烟气再循环燃气燃烧器的试验分析
摘 要: 介绍 了一种新 型烟气再 循环燃气 燃烧器 的热 态试 验情况 , 是一种利 用燃烧 学 的 它
事锅炉热 工 、 环保 测 试和燃料化验工作 。
基本 原理和技 术为燃气锅炉开发 的高效节能低 污染 的新 型燃气燃烧器 , 实践 证明该燃烧 器燃烧 稳定 , 具有极低 的回火率 以及低 N 性。 O特 关键词 : 烟气再循环 ; 燃气燃烧器 ; 火焰稳定 ; N 低 O 排放
中图 分 类 号 :K 2 .3 T 2 32 文 献 标 识 码 : B
O 引 言
近年来 , 各大中城市逐步淘汰市 区内燃煤小锅 炉、 炉灶 , 改用油 、 电等清洁燃 料或集 中供 热。 气、 “ 西气东输 ” 的战略措施 , 为燃气锅炉的应用提供了
物质 基础 。同时 ,国外燃 油燃 气锅 炉 大 量 涌入 国 内
博燃烧器的工作特性和烟气排放特性 , 旨在改善燃
烧器结构及性能, 使其有 良好的燃烧效率及低污染
排放特性。该燃烧器采用 烟气再循环低 N O 燃烧
技术及可调式燃气 喷嘴来改善火 焰情况降低 N O
排放 。
的已高达 9 %。燃烧越彻底 , 4 排放的有害物质也就
越少 。油 、 燃烧 后几 乎 不产 生 灰渣 ,二氧 化硫 、 气 二 氧化 碳 的排放 量也 减少 ,因此 被称 为 清 洁燃 料或 绿
作 者 简 介 : 伟 杰 杨 (9 0一) 毕业 于上 18 ,
海应 用 技 术 学 院 精 பைடு நூலகம்化工 系 , 现主要从
Y N ii A G We-e j
( h n h in uta B i rR sa hIstt S a g a 2 0 2 , hn ) S ag a Id s i o e eer tue,h n hi 0 16 C ia rl l c ni

一种模拟煤粉燃烧及烟气污染物生成测试系统及方法[发明专利]

一种模拟煤粉燃烧及烟气污染物生成测试系统及方法[发明专利]

专利名称:一种模拟煤粉燃烧及烟气污染物生成测试系统及方法
专利类型:发明专利
发明人:郁金星,宋国升,李振海,陈秋,陈崇明,侯海萍
申请号:CN201710948108.7
申请日:20171012
公开号:CN107677763A
公开日:
20180209
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明涉及一种模拟煤粉燃烧及烟气污染物生成测试系统及方法,其包括通过烟气伴热管线相连接的热重分析仪和傅里叶红外烟气分析仪,煤粉于热重分析仪内然后生成的烟气经伴热管线进入傅里叶红外烟气分析仪进行实时测试;本发明中设计的模拟煤粉燃烧及烟气污染物生成测试系统及方法,可以实现在实验室内对不同工况下煤粉燃烧实际烟气污染物生成规律进行模拟试验,能够模拟锅炉内煤粉在不同工况下燃烧时不同阶段实时生成的烟气污染物变化规律。

申请人:国网河北能源技术服务有限公司,国家电网公司,国网河北节能服务有限公司,国网河北省电力公司电力科学研究院
地址:050000 河北省石家庄市新石北路368号1号楼420室
国籍:CN
代理机构:石家庄新世纪专利商标事务所有限公司
更多信息请下载全文后查看。

《工业锅炉》2020年第1~6期分类索引

《工业锅炉》2020年第1~6期分类索引

《工业锅炉》2020年第1〜6期分类索引V特稿A节能减排与工业锅炉技术创新............林宗虎(1-2)V综述与前沿A我国锅炉行业演进与发展展望............王善武(1・5)我国锅炉行业演进与发展展望(续).....王善武(2-1)垃圾焚烧技术和产品及其在垃圾分类条件下的新进展……...................................别如山(3-1)V研究与开发A固体燃料层燃过程中着火特性的实验研究..............................廖泽坤,王炳璋,张睿智,等(1-21)大容量高热值垃圾焚烧炉炉内流场的模拟研究............................潘扬,罗翠红,吴荫津,等(1-26)烟气再循环对350kW燃气锅炉超低氮燃烧工况稳定性的影响..................高晗,朱彤,朱荣俊,等(1-32)链条炉运行参数对燃烧及NO”排放的影响...........................................刘奇,王义德(2-11)燃尽风率对四角切圆锅炉燃烧及NO”生成特性的影响……..................王志平,石黎,彭德其,等(2-17)基千数值模拟的SCR喷氨优化及反应潜能提升研究……..................马林,王海刚,李旭凯,等(2・21)流态对CFB燃烧气体污染物排放的影响及其应用.......................张缦,张素花,郭学茂,等(3-11)采用低氮燃烧技术的260t/h CFB锅炉设计与运行.....................包绍麟,毛军华,陆晓焰,等(3-18)58MW立式顶吹煤粉热水锅炉的研发......................................李在让,李长征,周冬雷(3・22)14MW循环流化床有机热载体锅炉的设计..................................曹剑,张召磊,徐向东(3-29)超低热值煤矸石循环流化床锅炉的设计与应用............................弋治军,张旭海,龙敏,等(4-1)燃细颗粒煤循环流化床锅炉技术与应用..................................郝玉平,马艳妮,李斌,等(4-4)750t/d垃圾焚烧炉的优化设计与CFD模拟验证.....................................张钦华,余笑枫(4-9)锅炉高温烟气引射器结构设计及计算……卜银坤(4•15)高原锅炉燃料燃烧和烟气特性的研究与进展..............................杜勇博,张井坤,笪耀东,等(5-1)70MW水煤浆循环流化床热水锅炉的设计与运行.........................包绍麟,宋国良,傅海涛,等(5・7)750t/d生活垃圾焚烧锅炉的设计优化.............................................刘亮,庄宇刚(5-11)蒸汽和导热油双工质煤粉锅炉的设计应用.........................................张文玉,李文超(5-15)减少波节数量的波形炉胆有限元计算与分析............................于丽丽,马晓飞,于再海,等(5-18)高原锅炉运行性能及设计方法的研究进展................................杜勇博,笪耀东,刘学敏,等(6-1)循环流化床锅炉试烧兰炭及新锅炉设计思路..............................时勇,聂志钢,王如超,等(6・8)90t电弧炉余热回收系统设计……张尧,唐菊(6・12)危废焚烧炉配风控制的优化和应用.....文勇(6・16)火电厂SCR脱硝系统性能测试技术与应用................................白凯杰,卢伟业,李运泉(6・20)V探讨与交流A过热油田注汽锅炉用新型掺混器的设计与应用..........................张晓彩,林森明,周建平,等(1-38)DHL70-1.6/130/70-A H型锅炉集箱支管误下料的补救措施..................赵岩,张福强,付新宇,等(1・42)层燃锅炉自动化低氮燃烧技术的研究应用..............................祁连中,李伟,谢威,等(2・25)垃圾高温焚烧及热量合理利用模式.....朱平生(2・31)湖南省在用工业锅炉能效统计分析及节能对策................................黄晔,汤国乐,刘欣(2・34)超低氮高效贯流式锅炉开发.....傅文军,李一骧(3-33)发电锅炉煤粉浓度在线监测系统开发与应用.......................................李少芝,王传生(3-37)一种带喷射器的生物质锅炉溜管进料装置的优化设计……...........................尤巍,钱秋芳(3・40)垃圾分类对垃圾焚烧炉运行性能影响的分析................................吕岩岩,杨麟,徐煜(3・44)燃气锅炉氮氧化物超低排放关键技术集成应用.............................................于治国(3-48)生物柴油在WNS型工业锅炉中的燃烧和氮氧化物浓度特性的数值模拟研究........张艳伟,林欣,任志远(4・23)GONGYEGUOLU冷凝水回收系统管道水锤原因分析及措施基于BP神经网络算法的电站锅炉检修平台优化设计……..............罗超,考传利,张皓,等(4・29)福建省垃圾焚烧发电锅炉分布与能效状况调查分析........................................戴国栋(4-35)固体蓄热锅炉与燃气真空相变锅炉在供热中的应用对比分析...................................惠荷(4-41)锅炉高温烟气引射器结构设计及计算(续).................................................卜银坤(5・23)过量空气系数对在用燃气锅炉热效率和N0”排放的影响分析...................................高玉姜(5-29)浅析燃气工业锅炉低氮燃烧技术与排烟热损失的相关性…...................................叶向荣(5-32)生物质料仓结拱原因分析及措施........尤巍(5•34)垃圾焚烧炉12Cr1MoVG过热器管屏制造工艺及质量控制浅析.............................姜广聪,虞国锋(5-38)波形炉胆计算方法改进与炉胆结构革新..............................李之光,徐甫,张仲敏,等(6・25) 480t/h循环流化床锅炉热超导暖风器的应用实践.....................沈永兵,岑岭山,姜世锋,等(6・29)循环流化床锅炉利用炉渣进行烟气脱硫的技术...................................李伟,桑洪忠(6・32)福建省部分在用燃煤工业锅炉效率影响因素分析.....................王志建,杨斌学,尤俊,等(6・35)大型燃气加热转化炉系统热效率提升策略............................姜景杰,赵维松,彭勇,等(6・38) V发电与供热A风膜式贴壁风防止锅炉水冷壁高温腐蚀效果分析...........................................曾健云(1-47) 330MW机组锅炉后屏过热器流体冷却间隔管管座开裂原因分析与处理...........................史海燕(1-51)生活垃圾气化甲炕化发电技术...........................................殷仁豪,王鹏,卢海勇,等(2・51)中心给料机在CFB锅炉扩建改造中的应用...............................................邓国荣(2-58)超临界机组再热热段疏水管内壁裂纹原因分析............................李勇军,林庆宇,潘智,等(3・52)直吹式制粉系统给煤机火灾风险分析与处理............................崔方辰,王永杰,毛其东,等(3-57)高参数循环流化床垃圾焚烧锅炉技术的应用............................任超峰,方朝军,朱守兵,等(4・45)电站锅炉用焊接节流式流量计的焊缝缺陷检测及分析……................周文,夏尚,王涛,等(4・50)材质为SA-213T91锅炉高温再热管腐蚀原因分析及处理................汤国乐,邱葭菲,黄晔,等(4・54)垃圾焚烧锅炉受热面高温腐蚀分析及防腐涂层的应用……...................................刘亚成(6•41)热电联产锅炉过热器结垢原因分析及改进措施..........................王国平,徐旭辉,饶卫康,等(6・45)V质量与工艺A国内外有机热载体加热炉设计标准的应用分析..............................苏海鹏,王鹏南,王惠云(2-38)FMEA在工业锅炉质量管理中的应用......................................张羽,徐展,陈健(2-47)V运行与管理A116MW角管式热水锅炉脱硝改造........................................韩建国,张显涛,邵猛(1-54)一台玻璃窑余热锅炉受热面腐蚀泄漏事故分析.............................................陈江龙(1-57)加热转化炉上集气管失效原因分析.....赵维松(1・60)燃气锅炉节能器管子穿孔原因分析......................................李学林,陈霞,冯彦香等(2・62)一台75t/h CFB生物质锅炉运行问题分析及对策........................牛讲伟,白周方,薛东晓,等(3•60)电极式锅炉水位示控及联锁保护装置可靠性分析及建议…................熊伟东,任强,冯维君,等(4・58)锅炉集箱鼓包原因分析及预防措施...............................................邱卓,华江峰(4・61)75t/h循环流化床锅炉燃烧优化调整的试验研究........................王凤阳,华海峰,任海,等(5・41)垃圾焚烧炉烟气再循环技术分析及应用..................................王沛丽,许岩韦,王进,等(5-46)锅炉煤改气送风道振动问题的分析及处理.........................................常峥嵘,任林(5-50)一台针状焦煅烧装置余热锅炉节能改造…谭少军(5・55)燃煤锅炉改燃成型生物质燃料的案例分析.........................................杜军堂,李云(6・49)直接喷淋+空冷工艺在75t/h循环流化床锅炉烟气综合治理中的应用............万大阳,吕凤,程宁宁,等(6・53)一起水位计玻璃板破裂引发的锅炉爆燃事故分析...................................毕新泗,张勇(6・57)冷凝水回收系统管道水锤原因分析及措施.................................................林晓巍(6-60)GONGYE GUOLU。

烟气再循环对炉内氮氧化物生成影响的数值模拟

烟气再循环对炉内氮氧化物生成影响的数值模拟

烟气再循环对炉内氮氧化物生成影响的数值模拟胡满银,乔 欢,杜 欣,张丽丽(华北电力大学环境科学与工程学院,河北保定071003)摘要:利用Fluent软件对某电站四角切圆燃烧锅炉有、无烟气再循环时的燃烧过程和NOx排放特性进行数值模拟。

计算结果表明:有烟气再循环时,炉内平均温度分布和最大温度分布整体明显降低;炉膛出口CO2浓度有一定幅度的上升,O2浓度有了较大幅度的下降;同时NOx生成量有较大幅度降低,其数值模拟结果与试验结果基本相符。

还对烟气再循环倍率和烟温等对氮氧化物生成量的影响进行了研究,并对烟气再循环倍率进行了优化数值模拟。

其研究结果为烟气再循环锅炉的设计、运行提供了参考依据。

关键词:烟气再循环;温度场;氮氧化物;数值模拟;烟气再循环倍率中图分类号:T K224111 文献标识码:A 文章编号:1007-2691(2007)06-0077-06Numerical simulations of the influence of flue gas recycleon nitrogen oxide formation in boilerHU Man2yin,Q IAO Huan,DU Xin,ZHAN G Li2li(School of Environmental Science and Engineering,North China ElectricPower University,Baoding071003,China)Abstract:This article carries on numerical simulation of420t/h boiler’s combustion process and the NOx discharging characteristic on the situation with flue gas recycle and without flue gas recycle.The computed results indicat that flue gas recycle boiler’s average temperature distribution and the maximum temperature distribution obviously reduces. Outlet CO2density has raised and O2density has dropped.Simultaneously NOx has obviously reduced.The numerical simulation result is consistent with the test result.This article also discusses the influence of flue gas recycle quotient and gas temperature on the nitrogen oxide in the boiler,the optimization of gas recycling quotient was simulated.The results give reference for the design and operation of flue gas recycle boiler.K ey w ords:flue gas recycle;temperature field;nitrogen oxide;numerical simulation;flue gas recycling quotient0 引 言在我国占发电总量353GW约80%的电站锅炉中,切向燃烧的煤粉锅炉是电力工业的主要炉型,这些锅炉的NOx排放一般在700~1200 mg/m3之间,根据2004年1月开始实施的国家环保局发布的火电厂大气污染物排放标准,燃煤锅炉NOx排放标准为450~1100mg/m3,其中烟煤为450~750mg/m3,贫煤为600~800mg/m3。

基于Aspen Plus的煤粉工业锅炉烟气再循环研究

基于Aspen Plus的煤粉工业锅炉烟气再循环研究

基于Aspen Plus的煤粉工业锅炉烟气再循环研究张媛;陈隆;肖翠微;王乃继【摘要】为了减少工业锅炉NOx排放,以20 t/h高效煤粉工业锅炉作为研究对象,使用工程软件Aspen Plus建立烟气再循环系统流程,分析烟气再循环倍率、温度以及注入位置对NOx影响,烟气注入位置研究采用温度代替位置方法.结果表明,烟气的温度越低、循环倍率越高,NOx排放越低.针对0.6BMCR工况得到了满足NOx 控制要求的最佳参数:再循环倍率20% ~25%,再循环烟气温度130~150 ℃,注入位置在炉膛前部温度约为1000 ℃位置.%In order to reduce the emission of NOx, flue gas recycling technology was studied. The research object was a 20 t/h pulverized coal efficient industrial boiler. The boiler system was set up by engineering software named Aspen Plus,including four processes which were pulverized coal combustion, flue gas heat transfer, soot separation and steam generation. Accuracy was verified by the experimental results. Flue gas recycling process was added to the old system and three key factors such as flue recycling rate, gas temperature, injection location were emphatically analyzed, and the injection location was replaced by temperature in Aspen Plus. The results showed that lower temperature and higher recycling rate will lead to lower NOxemission. As to the studied conditions, recommended parameters were given as follows:recycling rate was 20% ~25%,flue gas temperature was 130~150 ℃ and the location was in the front of the furnace where temperature was about 1000 ℃.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2018(046)002【总页数】5页(P72-75,117)【关键词】煤粉工业锅炉;烟气再循环;AspenPlus;再循环倍率【作者】张媛;陈隆;肖翠微;王乃继【作者单位】煤炭科学研究总院,北京 100013;煤炭科学技术研究院有限公司, 节能工程技术研究分院, 北京 100013;煤炭科学技术研究院有限公司, 节能工程技术研究分院, 北京 100013;煤炭科学技术研究院有限公司, 节能工程技术研究分院, 北京100013【正文语种】中文【中图分类】TQ534我国工业锅炉存量十分巨大,截至到2012年,工业锅炉总数61.2万台,约有85%为燃煤工业锅炉,燃煤工业锅炉中主要是链条炉和手烧炉,年耗标准煤4亿吨,SOx和NOx排放总量与燃煤电站锅炉排放总量相当[1-2]。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
炉膛温度检测: 温度测点选取在炉膛尾部。检 测所 用 热 电 偶 为 130 型 热 电 偶 / K 型 / 外 管 材 料 Cr25Ni20,长度 1 ~ 1. 7 m。 1. 4 试验方案
1) 烟气直接循环回炉膛。固定供料量,二次风 阀,关闭三次风阀,调节回流风阀和回流风机频率, 控制回流烟气量,考察烟气循环倍率对 NOx 排放的 影响规律,以及对锅炉炉膛温度、排烟温度和蒸汽流 量的影响规律。
摘 要: 为考察烟气再循环对工业煤粉锅炉 NOx 排放及炉内燃烧过程的影响,对 30 t / h 高效煤粉双 锅筒室燃工业锅炉进行研究。采用数值模拟和试验研究,考察烟气再循环的低氮效果,分析烟气循环
倍率对 NOx 排放浓度的影响,并研究循环倍率对炉膛温度、排烟温度等炉况的影响规律。结果表明: 循环烟气通入炉内,火焰尺寸增大,温度更加均匀,减少了 NOx 的排放浓度; 同时随着循环烟气的加 大,排烟温度逐渐升高,蒸汽流量逐渐降低; 当烟气循环倍率为 20% 时,NOx 减排 17% 。 关键词: 烟气再循环; 数值模拟; 过量空气系数; 循环倍率
中图分类号: TK229. 2
文献标志码: A
文章编号: 1006 - 6772( 2015) 02 - 0125 - 04
Numerical simulation and investigation on flue gas recycle technology
in industrial pulverized coal boiler
司开发的额定负荷 30 t / h,采用双锥燃烧器、固态排
渣的工业煤粉卧式锅炉。燃烧配风系统自主设计,
分为一次风、二次风、三次风和回流烟气。一次风用
来输送煤粉,所占总风量比例较小约为 5% ; 二次风
从燃烧器前端通入,经旋流叶片旋流进入预燃室,与
一次风粉混合后在预燃室内组织燃烧,形成一级燃
烧区,经预燃室后锥进入炉膛; 三次风经炉膛前端的
LI Gaoliang,WANG Naiji,XIAO Cuiwei,et al. Numerical simulation and investigation on flue gas recycle technology in industrial pulverized coal boiler[J]. Clean Coal Technology,2015,21( 2) : 125 - 128,133.
三次风口进入炉膛与未完全燃烧的煤粉组织燃烧,
形成二级燃烧区。回流烟气由回流风机抽取经回流
管道送至三次风管道,与三次风混合形成混合烟气
后进入炉膛组织燃烧。
1. 2 煤质分析
煤种采用神华煤,煤质分 析 见 表 1,煤 粉 细 度
R90 = 20. 8% 。 理论空气量计算公式:
V° = 0. 0889( Car + 0. 375Sar) +
126
际风量。其中一次风管直径为 150 mm,母管直径为 800 mm,三次风管直径为 350 mm,母管风量减去三 次风量为二次风量。测点 3 选取回流风机后回流风 管道,测得回流风速求得回流风量。
烟气成分检测: 测点 1 选取在除尘器与引风机 连接管道处,管道中打孔将探针插入抽取烟气测得 数据。试验所用仪器为 KM940 型便携式烟气分析 仪和 testo350 烟气分析仪,进行对比校核,以保证试 验数据的可靠性。测点 2 选取引风机与烟囱连接管 道处,管道中打孔将探针插入抽取烟气测得数据。
术研究很多,但对煤粉工业锅炉的研究不足。笔者
针对 1 台 30 t / h 高效煤粉工业锅炉进行数值模拟和
试验研究,考 察 烟 气 再 循 环 对 NOx 排 放 浓 度 的 影 响,数据结论可为实际的工业设计和应用提供参考。
1 研究对象
1. 1 试验装置 研究装置为位于神华集团某矿区的高效煤粉锅
炉房内 3 号炉,此炉是煤炭科学技术研究院有限公
的 NOx 两种方法来实现[5]。抑制法主要采用控制 温度、氧量等反应条件,降低 NOx 的生成,该方法主 要包括低氧燃烧、烟气再循环及浓淡分离法[6]; 还 原法是通过分级的方法,在主燃区前端或后段形成 还原性气氛区域,还原已生成的 NOx,该方法主要包 括空气分级燃烧法和燃料分级燃烧法[7 - 9]。烟气再 循环也是目前使用较多的低氮燃烧技术[10],是在锅 炉的空气预热器前抽取一部分烟气返回炉内,利用 惰性气体的吸热和氧浓度的减少,使火焰温度降低,
Abstract: In order to investigate the impact of flue gas recycle on NOx emissions and combustion process in industrial pulverized coal boiler,the high efficiency industrial coal boiler of 30 t / h double drum chamber combustion was researched. Through numerical simulation and experimental study,the effects of flue gas recycle process and circulating ratio on NOx emissions,furnace temperature and exhaust gas temperature was investigated. The results showed that the circulating flue gas increased the flame size,uniformized the temperature of boiler and decreased NOx emissions. The increased circulating flue gas decreased the steam flow and improved exhaust gas temperature gradually. When the circulating ratio was 20% ,the NOx emissions decreased by 17% . Key words: flue gas recycle; numerical simulation; excess air coefficient; circulating ratio
0引 言
NOx 是造成酸性降水、温室效应以及臭氧层破 坏等环境问题的主要物质之一,随着环境污染日益 严重,对其治理正逐渐引起重视。煤炭占我国能源 利用率的 70% ,锅炉是燃煤的主要设备[1 - 3]。电站 锅炉规模大,可采用烟气脱硝技术。而工业锅炉规 模小,适宜采用成本较低的低氮燃烧技术[4]。低氮 燃烧技术主要通过抑制 NOx 的生成和还原已生成
收稿日期: 2015 - 01 - 12; 责任编辑: 孙淑君 DOI: 10. 13226 / j. issn. 1006 - 6772. 2015. 02. 029 基金项目: 煤炭科学研究总院技术创新基金资助项目( 2014CX03) 作者简介: 李高亮( 1988—) ,男,山东潍坊人,硕士研究生,研究方向为煤炭洁净燃烧。E - mail: 997730939@ qq. com 引用格式: 李高亮,王乃继,肖翠微,等. 烟气再循环在煤粉工业锅炉上的数值模拟研究[J]. 洁净煤技术,2015,21( 2) : 125 - 128,133.
Vy = V°y + 1. 0161( a - 1) V°
( 3)
式中: Vy 为实际烟气量,m3 / kg; Gw 为采用蒸汽雾化
和蒸汽二次风时的蒸汽耗量,一般此项为 0; a 为过
量空气系数。 将以上数据代入公式( 1) 中得V° = 7. 20 m3 / kg;
25 ℃ 折算 V = 7. 86 m3 / kg; 将以上数据代入公式( 2) 中得V°y = 7. 70 m3 / kg;
130 ℃ 折算 Vy = 11. 37 m3 / kg。
1. 3 试验方法及仪器
测量仪器: KM940 烟气分析仪、testo 350 烟气分
析仪、皮托管风速仪。
测点选取 3 个,分别测母管风速、三次风速和回
流烟气。风量检测采用皮托管和 testo 差压仪测量,
该仪器测得压差转化为风速,再由管径计算得出实
传热学以及计算机技术的发展,计算流体力学软件 逐渐成为研究炉 内 燃 烧 的 有 力 工 具[14]。 通 过 数 值
模拟炉内 NOx 生成,可为研究 NOx 生成机理及影响
因素,控制燃烧过程中 NOx 生成,发展低 NOx 燃烧 技术提供一定的 指 导[15]。 有 关 烟 气 再 循 环 低 氮 技
李高亮等: 烟气再循环在煤粉工业锅炉上的数值模拟研究
2) 烟气与三次风混合后进入炉膛。固定供料 量,二次风阀,调节三次风阀、回流风阀和回流风机 频率,控制 混 合 回 流 烟 气 量,考 察 烟 气 循 环 倍 率 对 NOx 排放的影响规律,分析其对锅炉炉膛温度、排烟 温度和蒸汽流量的影响。
LI Gaoliang1,2,3 ,WANG Naiji 1,2,3 ,XIAO Cuiwei 1,2,3 ,LIU Zhenyu1,2,3 ,LIU Yu1,2,3
( 1. Energy Saving Engineering Technology Branch,Coal Science and Technology Research Institute Co. ,Ltd. ,Beijing 100013,China; 2. State Key Laboratory of High Efficient Mining and Clean Utilization of Coal Resources ( China Coal Research Institute) ,Beijing 100013,China; 3. National Energy Technology and Equipment Laboratory of Coal Utilization and Emission Control ( China Coal Research Institute) ,Beijing 100013,China)
相关文档
最新文档