基于SVM的对冲燃煤锅炉NOx排放特性

提出了一种基于支持向量机理论在燃煤锅炉NOx排放预测的方法．对某台300 MW旋流对冲燃煤电站锅炉进行了多工况热态试验,考虑温度对NOx生成的影响,利用火焰诊断系统对炉膛温度场进行了测量．应用支持向量机理论建立了NOx排放特性模型并进行了校验．通过同神经网络模型比较,证实了该模型泛化能力强、预测精度高的优点．该模型可为电厂锅炉通过燃烧调整降低NOx排放提供参考．     

利用CCD测量炉膛温度场及NOx排放特性试验研究

炉膛火焰中的局部高温是NOx排放量升高的重要原因，利用CCD摄像机对炉膛温度进行了测量，测温原理为双色法。在各种不同工况下。对锅炉负荷、过量空气系数、煤种、炉膛温度和燃烧器运行方式等因素同锅炉NOx排放特性之间的关系进行了实验研究。实验结果表明：随着各种影响因素的改变，炉膛温度相应发生变化，NOx排放亦表现为不同的变化规律。CCD能有效地实时监测炉膛温度，诊断局部高温，从而有助于改进燃烧，调节运行工况，有效降低NOx排放。     

基于遗传算法的燃煤锅炉NOx排放控制

文中在分析锅炉NOx排放物生成机制、影响因素及其控制方式和锅炉效率影响因素的基础上,结合锅炉燃烧特性试验,建立了锅炉排烟温度、飞灰含碳量和NOx排放的改进型的Elman动态神经网络预测模型,这种改进型的Elman动态网络结构简单、计算量小、容易收敛且易实现在线辨识。并利用预测模型输出的锅炉排烟温度和飞灰含碳量,通过简化的锅炉损失计算模型得到锅炉排烟损失和未完全燃烧损失,这两项损失和预测模型输出的NOx排放构造了锅炉优化燃烧寻优的目标函数。利用遗传算法的寻优特性搜索锅炉可调参数的最优值,指导运行人员在高效燃烧低NOx排放的基础上优化运行。     

空气分级切向燃烧锅炉炉膛配风优化模型

为实现空气分级低NOx燃烧锅炉主燃烧区过剩空气系数的在线监控,提高该类燃烧系统的运行水平,以二次风挡板作为一次元件,利用二次风箱到炉膛出口的压降模型对二次风喷嘴的空气流量进行测量;在此基础上,根据锅炉冷热态试验数据,综合考虑颗粒燃烬、NOx排放量以及风机输送电耗等因素,建立空气分级低NOx燃烧锅炉炉内风粉分布的优化模型,在给定燃料喷嘴运行方式和炉膛出口过剩空气系数的条件下,对二次风挡板开度进行优化。一台300 MW锅炉的应用表明,炉膛配风优化后,烟气NOx排放和颗粒燃尽度得到良好协调,且在保证NOx排放量为255 mg/m~3的情况下,优化后风箱-炉膛差压降低191 Pa,减少了风机电耗。     

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。     

常风温无焰燃烧燃气锅炉特性的数值模拟研究

介绍了常温无焰燃烧技术在燃气锅炉上的应用,建立了炉膛内流动与传热的数学模型并进行了数值计算,给出了温度场和NOx浓度场分布。发现增大过量空气系数可以降低炉膛最高温度及平均温度,减小生成的NOx浓度。当过量空气系数为1.05时,锅炉热效率达到最高值,超过98%。当锅炉热负荷低于20%时,炉膛内燃烧方式接近传统有焰燃烧;当锅炉热负荷高于20%时,炉膛内燃烧方式为无焰燃烧,炉膛内温度分布均匀,NOx生成量极低,排放稳定。     

600MW锅炉偏转二次风系统降低NOx排放的试验研究

某600MW机组四角切圆燃烧锅炉,采用顶部燃尽风并配合使用偏转二次风系统,炉膛下部二次风大角度正切,上部二次风和OFA风反切肖旋,在炉膛截面水平方向和炉膛高度方向形成分级燃烧.实际运行结果表明,该燃烧器布置方式能抑制炉内结渣,减轻炉膛出口旋转残余并能降低NOx排放量.通过对该600MW机组锅炉进行多工况试验,摸索该炉的NOx排放特性,并在试验中采用燃烧调整方法降低NOx排放,获得了良好的效果,将锅炉的氮氧化物排放水平降低到国家标准限定值以下,为采用偏转二次风系统的大型电站锅炉降低NOx排放提供参考.     

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。     

四角切圆燃煤锅炉掺烧印染污泥燃烧与NO_x排放特性的数值模拟

采用Fluent软件对四角切圆燃煤锅炉掺烧不同质量分数和不同含水率印染污泥时的燃烧特性和污染物排放特性进行数值模拟.结果表明:随着印染污泥质量分数的提高,炉膛整体温度略有下降,而NOx排放体积分数先显著升高然后平稳上升,其转折点是10%印染污泥质量分数;当含水率升高时,炉膛整体温度略有下降,40%含水率工况下的炉膛出口平均温度仅比10%含水率工况下低8.11K;炉膛NOx排放体积分数随着含水率的升高而升高;结合炉膛的燃烧情况和NOx排放体积分数,掺烧质量分数和含水率分别为10%和40%的印染污泥是可行的,二次风配比从上到下的比例为3∶1∶2∶4的方式是最佳配风方案.     

燃煤锅炉CO生成特性对锅炉效率及NO_x生成的影响机制

以国内某600 MW墙式切圆燃烧锅炉为研究对象,在炉膛关键区域布置了高温CO在线监测系统,通过试验与数值模拟计算,研究了炉膛CO生成特性与锅炉效率及NO_x排放的关联特性,并建立了低氮综合燃烧指数,以平衡锅炉高效燃烧与低氮排放之间的矛盾。研究结果表明,该锅炉效率随监测的炉膛CO浓度增大呈现先增大后减小的趋势,炉膛NO_x排放浓度随炉膛CO浓度的增大而逐渐降低;锅炉CO生成特性与锅炉效率及NO_x排放均表现出了显著相关性,优化炉膛CO生成特性能够使得锅炉燃烧效率与氮氧化物排放的综合性能实现优化。锅炉实际运行中,可通过监测与调控炉膛CO浓度,获得低氮综合燃烧指数最大值,以有效平衡锅炉效率与NO_x排放之间的矛盾,实现锅炉的高效、低氮运行。     

空气预热温度对燃烧状况的影响

空气预热是有效的节能技术,但预热温度的提高同时带来NOx排放浓度增加的问题。为了了解其规律,本文针对某烯烃厂芳烃加热炉的空气预热改造项目,对不同空气预热温度情况下的燃烧状况和NOx排放规律做了研究。首先利用数值模拟方法,构建了加热炉三维几何模型,将燃烧模型和NOx生成模型结合,对不同空气温度下的燃烧温度和NOx排放进行模拟,对炉膛内部温度分布及NOx排放规律做了研究,最后找出空气预热最佳温度。     

旋流对天然气高温空气燃烧特性影响的数值模拟

以工业炉的高温空气燃烧技术应用为背景,对一个新型轴向旋流式单烧嘴燃烧室内天然气的高温空气燃烧特性进行了数值研究。采用数值模拟的方法研究了同心式轴向旋流燃烧器（HCASbumer）中螺旋肋片的旋转角度对燃烧特性的影响,其中湍流采用Reynolds应力模型,气相燃烧模拟采用β函数形式的PDF燃烧模型,采用离散坐标法模拟辐射换热过程,NOx模型为热力型与快速型。计算结果表明,对预热空气采用旋转射流时,能明显降低NOx生成量。对于HCAS型燃烧器,随着空气射流旋转角度的增大,燃烧室内的回流区域增大增强,降低了局部的氧体积分数分布,燃烧室中平均温度和最高温度都有所增加,且燃烬程度大幅度提高,而局部高温区缩小,只在靠近入口处出现。总的NOx排放量随着空气射流旋转角度的增大先减小,后增大。因此,适当调整肋片的旋转角度可以降低NOx生成量。     

220t_h锅炉再燃改造的数值模拟

为了对锅炉进行再燃改造,借助Fluent 6.3软件平台,采用数值模拟的方法,对某电厂一台220 t/h四角切圆燃烧锅炉再燃改造前后炉内的气流场、温度场和污染物排放特性进行了分析,并对再燃区过量空气系数对再燃改造效果的影响进行了探讨。湍流模型分别采用了realizable k-εmod-el和大涡模型(LES),并对模拟结果进行了比较;LES模拟和结果与现场的实验数据进行了对比验证,包括温度场、组分场和NOx,LES数值模拟结果与实验结果吻合比较好。计算结果表明:使用再燃改造后炉膛温度分布更加均匀;再燃喷口附近形成了还原性气氛,降低了NOx浓度;当再燃区过量空气系数为0.90时,再燃效果最佳,此时炉膛出口处NOx浓度下降33.87%;LES模拟结果较realizable k-εmodel准确。     

Diluted Air Combustion and NOx Emission in a HiTAC Furnace

CFD modeling of NOx emission via N₂O-intermediate mechanism was developed to predict the NOx formation in an experimental furnace equipped with high temperature air combustion (HiTAC) system. The good agreement between the predicted and measured results illustrates the superiority of using a N₂O-intermediate model in prediction of NOx emission during low peak temperature, which happens in HiTAC systems. Moreover, the CFD and measured results show that the flame volume as well as NOx emission significantly depends on temperature and oxygen concentration. Lower NOx emission was experimentally and numerically obtained at lower input oxygen concentration conditions.     

轧钢加热炉富氧燃烧过程的数值研究

借助数值模拟方法研究了不同气氛、氧浓度以及燃料热值对加热炉燃烧特性以及Nq排放的影响规律。结果表明：富氧燃烧能提高炉膛燃烧温度,使炉壁辐射换热量NJJtt约5．2％,排烟热损失减小约21．7％。相同富氧浓度条件下,空气气氛下炉膛燃烧温度更高,炉壁辐射换热量增加约5％,排烟损失减少24％以上;但OjCOz气氛下钢坯表面传热特性改善,断面温度分布更加均匀,Nq排放量降低为空气气氛的1／10以下。     

一种小型立式燃油锅炉的改造及实验研究

从目前立式燃油锅炉的发展现状出发,针对某小型立式燃油锅炉热效率不高,NO_x排放偏高的缺点,提出了相应改造方案,建立传热模型分析改造前后炉内燃烧与传热过程,并通过实验进行相关测试研究。经过分析和实验,结果表明:通过在炉膛中加装内炉胆,强化了燃烧与传热过程,提高了热效率,并改善了烟气排放;改造后的燃油锅炉炉膛温度分布均匀,无明显高温区,过量空气系数由1.10降低至1.05以下,NO_x排放降低25%以上,排烟温度明显降低,热效率提高2个百分点左右,以上均证明了该改造方案的可行性。     

Numerical calculation on combustion process and NO transformation behavior in a coal-fired boiler blended ammonia: Effects of the injection position and blending ratio

Ammonia (NH₃), as a potential carbon-free alternative fuel, can be blended into coal-fired boiler to achieve significant pollution reduction and carbon reduction, but there are concerns about high NOx emissions due to high nitrogen content. According to the characteristics of coal/NH₃ co-combustion, a dual-fuel co-combustion model with strong adaptability and high accuracy was established in this study through Chemkin software to study the influence of different injection positions and blending ratios on combustion characteristics and NOx generation process. Then, the co-combustion model was applied to the three-dimensional CFD calculation process of a 330 MWe front-fired boiler, and the combustion characteristics, NOx distribution and reaction process were calculated when cal. 20% NH₃ was blended in the primary air. The results show that when cal. 20% NH₃ is blended, the change of NO content mainly occurs in ignition zone and flame zone, and the transformation behavior of N in NH₃ is optimized to a 15-step elementary reaction; The temperature distribution in the furnace is similar, and the average temperature at the furnace outlet decreases from 1033 °C to 988 °C, while NH₃ have a preferential combustion reaction with air than coal, resulting in a decrease in the burnout rate of coal; The NOx concentration at the furnace outlet decreases from 355 mg/Nm³ to 281 mg/Nm³, which is 20.85% lower than that under the pure coal burning condition, and the variation range of O₂ concentration and unburned NH₃ concentration is small.     

单角煤粉炉回流区内NO_x的生成特性

根据NOx产生和分解的化学反应动力学方程式,建立了单角煤粉炉中NOx生成模型。引用已有的单角炉中两种燃烧器后温度和氧气浓度的实测结果,计算了回流区中的NOx浓度分布。分析了3种燃烧器的NOx生成特性,讨论了煤粉浓缩到NOx生成的影响。     

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%.