燃尽风对燃气锅炉燃烧特性影响的模拟研究

针对某台额定蒸发量为75 t/hπ型燃气锅炉NO_x排放量较高的问题,在过量空气系数为1.2的条件下,采用空气分级低氮燃烧方式对其进行改造,在燃气流量一定的条件下分别对原工况以及5种不同燃尽风风量改造方案下炉内温度分布、氧气及NO_x质量浓度分布进行数值模拟,确定了较优的燃尽风风量占比。结果表明:在NO_x质量浓度最高的区域添加燃尽风,新鲜冷空气加入明显降低了炉膛内高温区域的平均温度,有利于降低NO_x的生成;综合考虑炉膛内温度分布及出口截面NO_x排放质量浓度,燃尽风风量占比为10%的改造方案较优。     

低氮燃烧及炉内脱硫技术在75 t/h循环流化床锅炉上的应用

以循环流化床锅炉为研究对象,重点研究了烟气再循环、SNCR和炉内脱硫对锅炉NO_x和SO_2排放的影响。在一台75 t/h循环流化床锅炉上的改造实验表明,烟气再循环可明显降低NO_x初始排放,再循环烟气比例为32%时,NO_x初始排放由420 mg/m~3降低至280 mg/m~3。烟气再循环还可提高炉膛温度分布的均匀性,结合SNCR技术可将NO_x最终排放降低至80 mg/m~3。在合适的温度条件下应用炉内脱硫可大幅降低锅炉SO_2初始排放,脱硫率超过60%。     

燃用贫煤的130 t/h CFB锅炉低氮燃烧技术改造

以某台燃用贫煤的130 t/h循环流化床(CFB)锅炉为研究对象,制定了锅炉低氮燃烧技术改造方案,预计通过低氮燃烧将NO_x最大排放值由230下降到120 mg/m~3以下。风帽结构优化改造后,锅炉临界流化风量降低了11.6%,NO_x最大排放值由230降至186.66 mg/m~3,较改造前降低了18.8%;锅炉旋风分离器改造方案实施后,分离器入口烟气流速由18.7提高到24.2 m/s,悬浮段压差由635升至943 Pa,炉膛温度下降了18℃,NO_x最大排放值由186.66降至80.74 mg/m~3,较改造前降低了56.7%;燃烧调整试验后,炉膛出口氧体积分数由3.48%减小到2.73%,NO_x排放值由59.8降至47.61 mg/m~3,较调整试验前下降了20.3%。根据锅炉煤质条件,运行参数和结构参数制定的低氮燃烧技术方案实施后,NO_x最大排放值降低了64.8%。锅炉90%负荷以下时,不进行SNCR脱硝也可实现NO_x超低排放,实现了低氮燃烧的目标,应用效果优于预期。     

900t/d高热值生活垃圾焚烧炉炉体结构的数值模拟研究

采用数值模拟的方法,针对某台900 t/d高热值垃圾焚烧炉,研究前后拱角度、烟道位置对炉内燃烧过程、温度场、速度场、烟气主要组分分布及污染物排放特性的影响。结果表明:适当降低前拱角度有利于气流扰动和混合,强化传热和提高燃料燃尽率,提高后拱角度有利于增加烟气停留时间,促使热解后的可燃气体燃烧充分,提高热效率。前拱角度为21°,后拱角度为35°时炉内获得最佳的流场分布。烟道上移将增大炉膛容积,降低容积热负荷,出口烟气温度降低。烟道下移,炉膛容积减小,烟气在炉膛内的停留时间降低,烟道温度升高。烟道左右偏移容易造成温度场分布不均、水冷壁高温腐蚀等现象。从烟道模型中得到了最佳气流分布场和低的排放值。     

常温空气无焰燃烧在燃煤锅炉煤改气中的应用

在燃煤锅炉的炉膛内安装常温空气无焰燃烧反应器,可将燃煤锅炉改造为燃气锅炉。计算表明与其它燃气锅炉以对流换热为主的热交换方式不同,该锅炉强化炉内换热,辐射换热量提高。实测结果锅炉热效率达到92.92%,比改造前提高30%以上,比现有同吨位的燃气锅炉高4%以上。由于锅炉实现了无焰燃烧,反应器温度分布均匀,尾气污染物排放远低于国家标准。     

预热空气温度对丙烷无焰燃烧特性的影响

在20 kW燃烧实验台上,采用丙烷气体为燃料,研究了不同的空气预热温度对无焰燃烧下炉内温度分布和污染物排放的影响规律.结果表明,预热空气会提高炉膛平均温度并降低炉内温度波动;预热空气会使炉膛氧浓度峰值的位置提前,同时炉膛尾部氧浓度降低,整个炉膛氧浓度在0.4％～5％;预热空气会使炉膛尾部烟气中NOx排放增加;预热空气使...     

800MW旋流对冲燃烧锅炉低NO_x改造的数值模拟

针对某800MW超临界锅炉NOx排放量较高的问题,设计了配风方式不同的3种工况.利用CFD软件,对3种工况进行了炉内燃烧、传热及污染物排放等方面的数值计算,并分析了炉内的温度、NOx及CO组分的分布情况.结果表明:计算结果与实测数据吻合较好,空气分级燃烧使主燃区温度降低,CO体积分数升高,NOx质量浓度明显降低;燃尽风对燃料的燃尽率和炉膛出口烟温产生了不利影响,从而影响机组的经济性和安全性.通过对各个工况燃料的燃尽率及炉膛出口烟温进行综合比较分析,得出工况3为较理想的改造方案.     

燃气锅炉烟气潜热势利用技术研究

为进一步提高燃气锅炉热效率,同时兼顾低氮燃烧技术的应用,研发了一种烟气潜热回收与低氮燃烧耦合技术,并对1台7 MW燃气热水锅炉实施改造,通过实测对比分析改造前后锅炉能效和NO_x排放的变化。结果表明:改造后烟气潜热回收率提高,锅炉热效率升至102.7%,提高了6.2%;其中,锅炉本体和省煤器结算热分别提高1.3%和5.5%,散热损失增加0.6%。NO_x排放浓度与助燃空气含湿量有关,随助燃空气含湿量升高显著降低,当助燃空气含湿量为116.6 g/kg时,NO_x排放浓度可低至19 mg/m~3;改造后锅炉单位热产品NO_x减排率达80%以上,环境效益显著。     

800MW旋流对冲燃烧锅炉低NOx改造的数值模拟

针对某800MW超临界锅炉NOx排放量较高的问题,设计了配风方式不同的3种工况．利用CFD软件,对3种工况进行了炉内燃烧、传热及污染物排放等方面的数值计算,并分析了炉内的温度、NOx及cO组分的分布情况．结果表明：计算结果与实测数据吻合较好,空气分级燃烧使主燃区温度降低,CO体积分数升高,N0x质量浓度明显降低;燃尽风对燃料的燃尽率和炉膛出口烟温产生了不利影响,从而影响机组的经济性和安全性．通过对各个工况燃料的燃尽率及炉膛出口烟温进行综合比较分析,得出工况3为较理想的改造方案．     

空气深度分级对低挥发分煤燃烧过程影响的研究

通过数值模拟研究了在一维燃烧炉上燃用低挥发分煤的条件下,空气深度分级和煤粉细度变化对煤粉燃尽过程和NO_x排放的影响,得到了沿炉膛轴线方向上的温度、氧浓度和NO_x的分布,表明空气深度分级后燃烧后期的氧量增加,炉膛温度水平提高,而煤粉细度的提高使得上述效果更加明显,因而燃烧效率提高和NO_x排放降低,并通过实际燃烧试验验证了数值模拟结果.研究结果表明,对燃用低挥发分煤,采用空气深度分级技术和提高煤粉细度的措施,可以同时取得高效低NO_x排放的效果.     

利用辐射壁提高燃油锅炉热效率的研究

针对一台立式燃油热水锅炉的结构特点,设计了在炉膛安装燃烧反应器对锅炉进行节能改造的方案,通过流体计算软件Fluent 对锅炉改造前后的燃烧换热状况进行了数值计算,并进行了锅炉改造前后热平衡对比试验,数值计算和试验结果基本一致.改造后提高了炉膛辐射换热量,增加了热烟气在炉内的停留时间,改变了原来锅炉炉膛受热不均的状况,换...     

高效燃气热水器的实验研究和节能分析

介绍了研制的新型家用燃气热水器和热水炉（兼有热水供应和采暖的功能）其特点是：冷凝传热和低污染燃烧技术。对家用燃气热水器和热水炉进行了实验研究，在不同运行工况下测定了热水器的热效率和NOx及CO的排放量，并与传统热水器进行了对比分析。实验结果表明，新型家用燃气热水器及热水炉具有高热效率和低污染排放的特点，它能大大降低对环境的污染。     

循环流化床锅炉中NO_x的生成机理与排放控制研究

煤炭的高效洁净燃烧是实现洁净煤发电的一个重要领域,是洁净煤发电技术的核心。而循环流化床燃烧技术是一种新型的煤燃烧与发电技术,不仅可以大幅度减少NOx排放,易于脱除SO2的技术优势,而且具有煤种适应面广、高燃烧效率以及炉内脱硫脱氮的特点而得到推广。分析了循环流化床锅炉NOx的危害、生成机理及影响因素,在此基础上探讨了其控制措施,并提出未来烟气净化的方向。     

内置稳燃热岛燃气锅炉内流动与传热数值模拟

1前言近年来,随着钢铁工业的迅猛发展,生产中的副产煤气大量增加。焦炉煤气和转炉煤气由于发热值高,可以在生产和生活中有效利用。而高炉煤气属低热值燃料,受到其燃烧特性的限制,很难作为远距离输送的生活用气,只能在企业内部转换利用[1]。为了充分利用自产的高炉煤气,国内钢铁     

基于新增水冷蒸发受热面的CFB锅炉环保提效实践

某电厂690 t/h CFB锅炉运行中存在床温整体偏高现象,直接导致了锅炉炉内SO_2和NO_x排放浓度偏高问题,严重影响了机组正常发电生产的环保经济性。在与锅炉厂家讨论分析燃烧煤种、实际运行条件、分离器效率、蒸发受热面布置等多方面因素后,得出锅炉炉内蒸发受热面面积过小是造成床温偏高的主要原因。为此电厂实施了锅炉新增水冷蒸发屏受热面技术改造项目,在保证新增水冷蒸发屏安全可靠运行及锅炉热效率基础上,有效降低了锅炉运行床温、炉内脱硫Ca/S、炉内NO_x生成浓度,提高了锅炉炉内脱硫脱硝的效率,提升了生产的环保经济性。     

甲醇缸内直喷热氛围燃烧的试验研究

在单缸直喷式柴油机上进行了二甲醚(dimethyl ether,DME)气道喷射和甲醇缸内直喷的甲醇热氛围燃烧试验研究．结果表明,该燃烧方式呈现分布式放热规律,燃烧过程可分为DME低温放热、高温放热和甲醇扩散燃烧 3个阶段．随负荷的增加,实现稳定燃烧的最小DME比例减小．随DME比例减小,DME高温放热和甲醇燃烧滞后．在稳定燃烧的情况下,随DME比例的增大,燃烧效率和热效率降低,HC和NOx排放呈上升趋势,而CO排放先升高后降低．综合考虑,采用最小比例DME有利于提高其热效率、降低排放．此时热效率、HC排放与原柴油机相当, NOx降低约50％,但CO排放相对原柴油机有较大幅度的增加．     

天然气锅炉分级柔和燃烧模拟研究

燃气锅炉在我国应用广泛,随着煤改气的进行,应用越来越多, NO_x排放标准也越来越严格。降低NO_x的排放有利于减少空气污染。以小型天然气柔和燃烧炉膛为研究对象,通过数值模拟的方法研究燃料分级下的柔和燃烧特性,分析在不同当量比、不同热强度条件下轴向分级对炉膛烟气中NO_x生成的影响。结果表明,给定条件下柔和燃烧分级带来的NO_x减排收益随着二级燃料量的增加而减小,当二级燃料量在15%左右的时候可以最大程度地优化温度场分布,降低燃烧峰值温度,获得比较好的NO_x控制效果。随着当量比和热强度的提高,燃料分级带来的收益也会变大。     

煤焦颗粒燃烧模拟在W型火焰锅炉炉膛设计热力计算中的应用

分析了炉膛设计热力计算中引入煤焦颗粒燃烧模拟的可能性和必要性,探讨了采用早期的锅炉机组热力计算标准进行新型的W型火焰锅炉炉膛热力计算的可行性及经验系数的取值问题,分析、比较了煤焦颗粒在实验室和炉膛内燃烧环境的差异,并引入氧量分布不均系数、区段充满度系数来考虑炉膛内颗粒表面氧浓度、停留时间等方面与实验环境的差异.在此基础上,建立了适合于炉膛分区段热力计算的煤焦燃烧模型,并最终将煤焦非均相反应的实验室数据应用于炉膛分区段热力计算,克服了目前炉膛设计热力计算仅考虑传热所带来的不足.在一台W型火焰锅炉上的应用表明,颗粒燃烧和炉膛传热相耦合的分区段热力计算模型能够揭示过量空气量、煤粉细度、煤种、负荷等因素对燃尽和传热的影响,适合工程应用.     

某200 MW四角切圆锅炉燃烧器改造降低NOx数值模拟

针对国内某电厂200MW四角切圆锅炉NOx排放量较高,结渣严重的问题,利用CFD软件平台,采用数值模拟方法对其改造前后炉内燃烧过程进行研究。计算结果表明:由于附壁射流的作用,使得高温区集中在炉膛中部,有效地防止了锅炉结渣;改造后炉内有比常规燃烧方式锅炉更大的还原气氛区域,抑制了NOx的产生,使其排放降低34.6%。改造后的计算结果与试验相符的较好,所以此次数值模拟为锅炉设计、改造和运行提供理论依据。     

Application of distributed combustion technique to hydrogen-rich coal gases: A numerical investigation

Distributed combustion has been a promising combustion technique, for enabling a more uniform thermal field, resulting in ultra-low pollutant emissions, reduced combustion noise, and enhanced combustion efficiency. This work examines combustion of hydrogen-rich coal gases derived from Turkish coal under distributed combustion conditions. Focus here is on obtaining a broadened flame and reducing pollutant emissions. Numerical modelling was carried out using a commercial code in order to predict the thermal field and pollutant emissions of the hydrogen-rich coal gases under distributed combustion conditions. A gas mixture (90% N₂ and 10% CO₂) was utilized to simulate controlled entrainment of hot reactive product gases into the fresh mixture prior to ignition in order to seek distributed combustion. The results showed that distributed combustion provided far more uniform thermal field that resulted in greatly reduced NOx emissions. The results also showed that the temperature difference between the maximum and exit temperature was reduced to approximately 200 K under distributed conditions. In addition, the NOx pollutant emissions predicted for each gas were reduced to near zero levels under high intensity distributed combustion conditions supporting the available experimental data. It has been concluded that enhanced thermal field uniformity and significantly reduced NOx emissions were achieved for hydrogen-rich coal gases under distributed conditions.