全尺寸燃煤锅炉NO_x排放多影响因素的数值模拟分析

煤粉锅炉产生的大量氮氧化物是当前亟待解决的环境污染问题。通过CFD软件平台,以1台四角切圆锅炉为研究对象,建立了混烧情况下煤粉燃烧氮氧化物生成的计算模型,并通过正交方法设计工况,进行数值模拟,研究了影响NOx排放的不同因素。结果表明:过量空气系数是影响NOx生成的最重要因素,NOx排放浓度随着过量空气系数的增大而增加;增加SOFA风量和采用低位磨也能降低NOx排放;另外,锅炉负荷、燃用煤种、煤粉细度也对NOx排放有一定影响。     

燃煤电站锅炉空气分段低NOx燃烧影响因素的数值模拟

空气分段低Nox燃烧技术目前已逐渐用于现役燃煤电站锅炉的改造和锅炉设计中,通过CFD软件平台,使用数值计算的方法对空气分段燃烧技术进行研究.研究了影响燃煤电站锅炉Nox排放的因素,讨论了影响空气分段燃烧生成Nox的因素.计算结果表明,分段风喷口高度是影响最终Nox排放浓度的重要因素之一.在一定有效范围内,Nox排放浓度随着分段风喷口高度的变化并不大;分段风抽风量也是影响Nox生成的重要因素,Nox排放浓度随着分段风抽风量增大而降低.另外还需综合考虑实际锅炉的运行情况、经济效益和环境效益等各方面因素,进行合理的优化选择最佳运行参数.     

锅炉燃烧调整对NOx排放和锅炉效率影响的试验研究

在2台典型的1025 t/h锅炉上进行了燃烧调整降低NOx排放浓度的试验研究,通过改变过量空气系数、辅助风配风方式、运行负荷和制粉系统运行方式等,测定了锅炉尾部烟道NOx排放浓度,分析了锅炉运行工况、运行方式对NOx排放的影响.结果表明:降低过量空气系数,烟煤锅炉NOx减排效果比贫煤锅炉好得多;降低负荷,烟煤锅炉的NOx排放量降低值较大;缩腰式配风的NOx排放浓度比均匀配风方式约降低10%,制粉系统的运行方式影响炉内燃料的燃烧状态和温度分布,也影响NOx的生成和排放.在不降低锅炉效率的前提下,调整燃烧工况,可降低锅炉排放NOx浓度1O%～20%.     

410t/h燃煤锅炉降低NOx排放试验研究

氮氧化物足燃煤电站锅炉排放的大气污染物之一.在410t/h锅炉上进行了NOx排放特性试验,试验得出锅炉过量空气系数、燃烬风比例、制粉系统投运方式、冉燃燃料比例对锅炉效率和NOx排放的影响,为锅炉优化运行,降低NOx污染物排放提供参考依据.     

600MW超临界对冲燃烧锅炉CO和NOx排放特性的研究

采用现场试验研究和数值模拟的方法对布置前后墙对冲燃烧器的某600Mw超临界锅炉CO和NO,的排放特性进行了研究．结果表明：锅炉尾部烟气中CO质量浓度为500～2500mg／m3,当主燃烧区过量空气系数a,为0．86～0．90时,高于该锅炉低NO。排放的设计过量空气系数（0．80）,对应的燃尽风占二次风的比例约为27％～32％,NOx排放质量浓度出现拐点;锅炉的NOx排放特性与HT—NR3燃烧器的低NOx设计有关,并与该锅炉的CO排放特性呈负相关关系;在负荷为600Mw和总风量一定的工况下,当燃尽风比例从32％提高至49％时,CO排放质量浓度显著下降,飞灰可燃物浓度降低,氧气量对CO和NOx排放的影响明显减弱,但NOx排放质量浓度升高,主燃烧区侧墙高温腐蚀的风险增大．     

1000MW机组燃烧调整对NO_x排放影响

在1 000MW机组锅炉上进行了燃烧调整试验,通过改变过量空气系数、机组负荷、燃尽风率和配风方式,对烟气NO_x的排放规律进行了研究。结果表明:随着过量空气系数的增大,NO_x排放浓度显著增大,锅炉排烟热损失呈上升趋势,飞灰含碳量呈下降趋势。锅炉负荷对NO_x排放的影响主要来自燃料量、炉膛温度、氧浓度等多方面因素的综合影响,随着锅炉负荷下降,过量空气系数增大,烟气NO_x排放浓度呈缓慢下降趋势,单位质量燃料的NO_x转化率有所升高。增大炉膛的燃尽风率可显著降低烟气NO_x排放浓度。在燃尽风率较低的燃烧工况下,NO_x排放浓度对燃尽风率的变化尤为敏感。与均等配风方式相比,束腰配风方式可降低炉膛主燃料区的氧浓度,使烟气NO_x排放浓度下降。     

掺烧石油焦410t_h循环流化床锅炉NO_x排放特性研究

在掺烧石油焦的410 t/h循环流化床锅炉上就运行参数对NOx排放特性的影响进行了试验研究,阐述了燃用烟煤、70％烟煤 30％石油焦和50％无烟煤 50％石油焦等3种不同燃料时,NOx排放浓度随温度、过量空气系数、一次风率和钙硫比等参数变化而改变的规律.结果表明,燃用不同燃料,NOx排放浓度与其挥发分含量呈正相关关系;随温度的提高,NOx排放浓度增大;炉膛气氛对NOx排放浓度影响巨大,随过量空气系数和一次风率增大,NOx排放浓度增大;随钙硫摩尔比增大,NOx排放浓度减小.试验结果对掺烧石油焦的循环流化床锅炉运行具有参考作用.     

生物质与煤混烧对降低NO_x排放的影响因素分析

NOx是通常公认的主要的大气污染物之一,控制NOx受到人们的高度关注。生物质和煤混烧是降低NOx排放、提高生物质能利用率、节约能源的有效方式。阐述了燃煤电站锅炉燃烧过程中NOx的产生、消解机理,分析了生物质与煤混烧的燃料特性、炉膛温度、过量空气系数和生物质的矿物质碱金属成分等诸多因素对NOx排放的影响规律,为控制燃煤锅炉NOx排放及利用生物质能源提供理论参考。     

循环流化床锅炉低氮燃烧的CPFD数值模拟

针对某75 t/h循环流化床锅炉炉膛出口NOx排放超标问题进行分析探讨,以合理的低氮燃烧控制技术为主,辅以SNCR烟气脱硝技术,争取达到NO x超净排放要求。采用CPFD计算方法对循环流化床锅炉炉膛内的气固流动和燃烧特性进行数值模拟,运用低过量空气燃烧法和空气分级技术对锅炉进行低氮燃烧控制,研究一、二次风配比、二次风射流、过量空气系数、循环倍率和颗粒粒径等因素对炉内燃烧及NO x排放的影响。结果表明:通过低氮燃烧控制后,炉内速度场和温度场分布均匀,炉膛出口处烟气流速增加,炉膛平均烟温和出口氧浓度降低,还原性气体CO浓度和优化前基本相同,炉膛出口NOx浓度降低,减排效果显著,为以后的锅炉运行提供实际指导经验。     

CFB锅炉燃烧福建无烟煤低排污运行的工业型试验

在一台 75t/h的工业循环流化床锅炉进行试验 ,测试过量空气系数、二次风率和煤种变化对燃用福建无烟煤的循环流化床锅炉运行中NOx、SO2 、C0等污染物排放及飞灰燃烬度的影响 ,结果表明 ,在一定的过量空气范围内随过量空气系数的增大 ,NOx 的排放浓度降低 ;CO的排放浓度降低 ;飞灰含碳量显著减少 ;SO2 的排放浓度减少并趋于稳定 ,在一定范围内提高过量空气系数对于以福建无烟煤为燃料的CFB锅炉的炉内自脱硫燃烧有正面作用。当α不变时 ,氮氧化物的排放浓度随二次风率的增加而降低 ;可能存在有最佳二次风率 ,使得燃料氮的转化率最低     

链条炉区段烟气再循环对锅炉运行及NOx排放特性影响的工业试验研究

针对一台采用尽早配风方式的29MW链条炉进行分区段烟气再循环对锅炉运行及NOx排放特性影响的工业试验。在挥发分析出及燃烧区段煤层下的一次风室混入再循环烟气将有效强化该区段煤层燃烧,降低该区段煤层以上燃烧空间的氧浓度,控制及消减挥发分N向NOx的转化,同时降低了穿过该区段煤层一次风的氧浓度,抑制焦炭N向NOx转化,NO消减效果最高达到25%。在焦炭燃烧区段煤层下的一次风室混入再循环烟气,能够降低穿过床层气流的氧浓度,抑制焦炭氮向NO的转化过程,该区段烟气再循环低氮效果有限,最大降幅9%。再循环烟气可以替代部分一次风,以维持足够的风室风压,进而降低穿过煤层气流的O2浓度,从而强化链条炉区段燃烧特性的低氮特征,实现链条炉的NOx减排。随着工业锅炉NOx排放指标的不断提高,烟气再循环作为一项有效的前置低氮环节,能有效降低整个低氮系统的投资,进而取得较好的经济性。     

空气分级比对同轴分级燃烧室性能参数的影响

为掌握同轴分级燃烧室性能参数随空气分级比(主燃级空气流量的比值)的变化规律,以某同轴分级燃烧室为研究对象,数值分析了空气分级比对燃烧室的燃烧效率、总压损失、出口温度分布、污染物排放和绝热壁面最高温度的影响。结果表明：空气分级比主要会改变角涡位置的燃烧温度和高温烟气的停留时间;随着空气分级比的升高,燃烧室总压损失、出口温度分布系数、NO_x排放、绝热壁面最高温度逐渐升高,但燃烧效率、CO污染物排放、径向温度分布系数对空气分级比不敏感;在同轴分级燃烧室设计中,在保证燃烧稳定的前提下可采用较小的空气分级比以实现燃烧室高效、低阻、低污染燃烧。     

锅炉风箱二次风流量分配对燃烧特性的影响

为了研究风箱二次风流量分配特性及其对锅炉燃烧特性的影响,在不同二次风风门开度工况下对一台600 MW超临界前后墙旋流对冲锅炉进行数值模拟。结果表明:在相同的二次风风门开度下,各燃烧器流量分配呈现出中间大、两边小的不均匀特性;随着二次分风风门开度减小,燃烧器流量分配不均匀特性逐渐增强,当二次风风门开度由100%减小到40%时,燃烧器之间的流量偏差系数由3.51%增加到6.17%;沿炉膛宽度方向,中心区域氧体积分数较高,两侧区域氧体积分数较低,靠近两侧墙燃烧器的煤粉未燃尽部分是锅炉煤粉未燃尽部分的主要来源;二次风流量分配不均匀性越大,飞灰含碳量、烟气中CO质量分数和炉膛出口NO_x质量分数越大;燃烧器流量分配不均,锅炉燃烧效率下降。     

运行调整对循环流化床锅炉NOx排放影响分析

在300 MW循环流化床锅炉上进行了运行调整对NOx排放影响分析,考查了燃烧温度、过剩空气系数、空气分级、Ca/S等因素对NOx排放的影响.试验结果表明：燃烧温度与过剩空气系数对NOx的排放浓度影响显著;空气分级燃烧对NOx的排放浓度有一定影响,但影响相对有限;过大的Ca/S易导致NOx排放浓度的增加.     

在线乳化燃油燃烧烟气排放特性的试验研究

为进一步控制燃油设备的排放污染,采用自制的在线乳化燃油燃烧系统,对不同含水量和过量空气系数共15个工况下的乳化油进行了燃烧试验,并进行定量分析。试验结果表明:乳化燃油含水率和过量空气系数对烟气污染物排放量有很大影响。随着乳化油含水量的增多,NO浓度不断降低;含水量达到5%时,SO_2浓度最低;含水率达到10%时,烟尘浓度最低;含水量达到20%时,NO_2浓度最低,H2浓度达到最高,同时排烟温度达到最高;CO、CO_2浓度随含水量不同变化不大。过量空气系数越大,总体上烟气污染物浓度越低,而排烟温度反而越高。综合各试验工况,当含水率为20%,过量空气系数为1.3时,为最佳排烟工况,NO_x浓度较乳化前降低31%,SO_2降低28%,烟尘浓度降低了57%。     

燃尽风率对四角切圆锅炉燃烧及NOx生成特性的影响

对某电厂一台300 MW四角切圆锅炉低氮改造后的NOx生成特性进行了数值模拟计算,分析了燃尽风率对NOx生成特性的影响。分析结果表明:燃尽风率增大时,在主燃烧区喷入空气量减少,导致煤粉燃烧不完全、温度降低;燃尽区的富氧氛围使未燃尽的煤粉进一步完全燃烧;主燃烧区的还原性氛围使得该区域NOx会随着燃尽风率的增大而减少;燃尽区的高温以及较低的CO浓度降低了该区域的还原性氛围,使NOx排放量增加。综合考虑NOx排放和消旋效果,该炉型锅炉采用30%的燃尽风率是比较合理的。     

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。     

非设计配风条件W火焰锅炉NO_x排放特性分析

配风方式是影响煤粉燃烧过程NOx排放的关键因素。对非设计配风条件下W火焰锅炉NOx排放特性进行深入研究具有重要意义。应用CFX-TASCFLOW软件对一台现役300MW机组W火焰锅炉进行了数值模拟,利用现场运行数据验证了基础工况数值模拟的准确性。进行了18种非设计配风工况炉内燃烧数值模拟,计算与分析结果表明:前后拱上一次风量比在大于5∶6与小于6∶5范围内变化时,前后拱一次风量偏差对NO生成有显著影响,一次风速增加使得NOx的排放浓度降低。     

440t_h CFB锅炉掺烧石油焦二氧化硫排放特性研究

在440 t/h大型循环流化床锅炉上进行了燃烧不同比例煤和石油焦混合燃料时二氧化硫排放特性的试验研究。研究了燃烧不同比例的混合燃料、炉膛温度、过量空气系数和钙硫摩尔比对二氧化硫排放特性的影响。研究结果表明,过量空气系数和钙硫摩尔比的增加可以降低二氧化硫排放浓度。存在一个最佳脱硫温度,二氧化硫排放浓度最低,对于各种混合燃料最佳脱硫温度应在830～850℃之间。