600 MW四角切圆锅炉流场非均匀性与选择性非催化还原尿素喷射优化

对四角切圆锅炉内流场非均匀性进行研究,为选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)尿素喷射优化提供方案,以提高SNCR的NO_x脱除效率。采用数值模拟的方法对不同负荷下的流场进行分析;并采用后处理的方法得到NO_x浓度分布。将结果与电厂实际运行数据进行对比,验证数值模型的准确性。四角切圆锅炉内流场非均匀程度较高,采用常规的SNCR尿素喷射方法导致喷射点不在窗口温度范围内,效率较低。针对该问题提出两种解决途径,采用燃尽风消旋的方式,或采用基于尾部烟道NO_x监测的动态调控。不同负荷下窗口温度所在位置不同,两种解决途径均需要考虑负荷的影响。采用燃尽风消旋的方式能够降低流场非均匀程度。采用基于尾部烟道NO_x监测的动态调控的方式能够适应炉内非均匀流场特性进行动态喷射。     

大型燃煤锅炉SNCR/SCR混合脱硝数值模拟及工程验证

为了提高选择性非催化还原/选择性催化还原(SNCR/SCR)混合脱硝中的还原剂在锅炉尾部烟道内的分布均匀性,基于FLUENT平台,对300 MW燃煤机组SNCR/SCR混合脱硝系统进行了数值模拟,重点分析转向室补氨喷射位置、混合器结构对烟气中氨氮组分混合的影响,计算结果与试验测量数据吻合很好.结果表明:SNCR反应后,转向室出口还原剂分布极不均匀;转向室侧墙补氨喷枪越靠近转向角位置,越有利于提升烟道内还原剂的平均分布;SCR反应器入口烟道设置新型复合X型混合器,进一步强化NH3与烟气的均匀混合,反应器首层催化剂入口截面还原剂浓度分布偏差从22%降低至7.4%;将优化的补氨喷射位置与混合器结构应用于现场锅炉,SNCR和SCR脱硝效率分别达到了35%和78.4%,SNCR/SCR联合脱硝效率达85.96%,脱硝效果良好.     

小型循环流化床锅炉的选择性非催化还原脱硝工艺改造

为应对日益严峻的环境问题,进一步降低NOx排放浓度,对一台15 t/h循环流化床锅炉进行选择性非催化还原(SNCR)脱硝工艺改造。首先对旋风分离器内的流场进行了模拟,模拟结果表明,烟气在旋风分离器内的速度分布呈现出较好的对称性,能够为SNCR脱硝过程提供良好的混合及反应条件。在此基础上,根据锅炉结构特征和实际运行情况,为锅炉设计并安装脱硝系统。经过调试,SNCR脱硝系统运行稳定,经济性良好。锅炉高温烟道和尾部烟道内烟气中的NO_x浓度分别降低了54.9%和44.9%,NOx排放浓度和氨逃逸量均远低于相关标准的限值。     

宽负荷脱硝技术研究及应用

针对机组负荷较低时SCR脱硝系统无法运行、氮氧化物排放超标的问题,提出锅炉启停期间脱硝系统运行方式的优化方案。根据SNCR高温区域的烟气温度流场情况,协调投入SNCR尿素喷枪,调节尿素溶液流量,从而在启停阶段满足SNCR装置投入的条件,控制NOx在规定范围内,以东热电厂3号锅炉为案例,进行了启停阶段的脱硝试验研究,达到了宽负荷运行脱硝的技术指标。     

燃烧调整对W火焰锅炉省煤器出口烟气组分分布的影响

以某660 MW超临界W火焰锅炉为研究对象,采用现场试验方法研究了燃烧调整对省煤器出口烟气组分分布的影响.结果 表明:450、500、650MW试验负荷下省煤器出口烟道横截面NOx和O2分布差异较大,中、高负荷下NOx质量浓度和O2体积分数分布呈左侧低右侧高的特点,而低负荷下呈中间低两侧高的分布特点,机组负荷越高,NOx质量浓度分布的不均匀度越低;运行氧量对NOx和O2分布特征影响并不明显;磨煤机组合方式影响炉内燃烧均匀性,进而影响省煤器出口烟道横截面O2和NOx分布,500 MW负荷3种磨煤机组合运行方式下NOx和O2分布的不均匀度分别为7.56％、7.70％、3.90％和17.30％、14.70％、6.49％.受燃尽风喷口风量分配偏差的影响,50％、75％和100％燃尽风风门开度下NOx质量浓度分布的不均匀度分别为7.86％、26.90％和10.40％,呈先增加后降低趋势,与O2体积分数分布特点基本相似.     

正交网格下配风对四角切圆锅炉燃烧效率影响的数值模拟

在正交网格下考察了不同燃烧器布置方式对DG420／13．7-Ⅱ2型四角切圆锅炉空气动力场模拟的差异,对比试验结果表明,将燃烧器分为两半布置在四角处的两面壁面上是较为合适的布置方式．还开展了配风对该型锅炉和SG420／13．7-M419型锅炉燃烧效率影响的数值模拟和试验研究,计算的煤粉燃尽率与试验值比较符合,配风对两种型号锅炉燃烧效率的影响规律是一致的．研究结果表明,正宝塔配风可增加煤粉燃尽率,有利于提高锅炉燃烧效率;倒宝塔配风会显著降低煤粉燃尽率,降低锅炉燃烧效率;而均匀配风和缩腰配风则处于两者之间．     

瑞明电厂125 MW燃煤锅炉SOFA低NOx燃烧技术

采用深度空气分级低NOx高效燃烧技术,提出了在下部燃烧器格局不变条件下最佳布置分离燃尽风高度的设计要求.采取了多切圆系统,改善了炉内温度场分布,从而有效防止结渣和高温腐蚀,保护了锅炉水冷壁.锅炉改造后NOx挥放水平可到350～400 mg/Nm3左右,炉内没有结渣等现象,飞灰含碳量没有明显增加,锅炉汽温汽压负荷全部达标.     

锅炉转向室烟气调节屏的调节性能与优化设计

为解决锅炉尾部烟道中烟气气流分布不均匀性问题,在锅炉转向室内增设烟气调节屏,并通过数值计算和采用粒子图像测速仪（PIV）测量的方法对烟气调节屏的调节性能进行优化.在锅炉转向室内优化设计出3种不同的烟气调节屏装置,并引用不均匀系数和速度偏差系数定量评定烟道内流场的均匀性,结果显示增设烟气调节装置后气流场均匀程度明显变优....     

超超临界锅炉燃烧配风优化的三维数值模拟

建立了带二次风道的660 MW超超临界墙式切圆锅炉的三维数理模型,采用Realizable k-ε双方程湍流模型模拟气相湍流流动,采用P-1辐射模型来描述炉内辐射换热,采用混合分数/概率密度函数模型模拟气相湍流燃烧.研究了锅炉二次风风门挡板的阻力特性,并探究了附加燃尽风门挡板开度对660 MW墙式切圆锅炉燃烧与污染物排放特性的影响.结果表明:附加燃尽风风量与其风门开度阻力系数有关,当风门开度小于50%时,附加燃尽风风门阻力系数曲线斜率大幅增加,风量随开度变化的幅度增大;随着附加燃尽风门挡板开度增加,NOx浓度降低,但在炉膛上部煤粉发生二次燃烧,引起屏底烟气温度升高.     

600 MW机组锅炉水平烟道气流特性试验

以某厂600MW四角切圆燃烧锅炉为原型建立试验台,在1∶20的模型上对炉膛上部、屏区烟道的气流流动进行了冷态试验研究,测量了锅炉水平烟道的速度偏差,得出不同工况下水平烟道流场的分布情况,分析了屏区气流偏差形成的原因,得出四角切圆锅炉出口气流的残余旋转是造成锅炉屏区气流偏差的主要原因,为降低炉内气流偏差提供了理论依据.     

小型循环流化床锅炉的SNCR脱硝工艺改造

为应对日益严峻的环境问题,进一步降低NO_x排放浓度,对一台15 t/h循环流化床锅炉进行SNCR脱硝工艺改造。首先对旋风分离器内的流场进行了模拟,模拟结果表明,烟气在旋风分离器内的速度分布呈现出较好的对称性,能够为SNCR脱硝过程提供良好的混合及反应条件。在此基础上,根据锅炉结构特征和实际运行情况,为锅炉设计并安装脱硝系统。经过调试,SNCR脱硝系统运行稳定,经济性良好。锅炉高温烟道和尾部烟道内烟气中的NO_x浓度分别降低了54.9%和44.9%,NO_x排放浓度和氨逃逸量均远低于相关标准的限值。     

钙基颗粒对分解炉内选择性非催化还原法脱硝影响的研究进展

水泥生产产生大量氮氧化物,对空气污染排放治理有很大的影响。在中国水泥生产线普遍采用选择性非催化还原脱销技术(selective non-catalytic reduction,SNCR),可以用氨水、尿素等其他还原剂,NO_x被SNCR脱硝技术还原成N_2和H_2O。SNCR在电站锅炉已运用成熟,可是在水泥窑炉运用效果一般,脱硝率较低,液体还原剂大量消耗,并出现氨水逃逸等问题,表明在水泥窑炉SNCR烟气脱硝过程比电站锅炉更加复杂。因此,为了将SNCR脱硝技术更好地应用到水泥窑的分解炉,使其NO_x的排放得到有效的控制,对近年来中外水泥生料的主要成分高浓度的钙基颗粒对水泥窑分解炉中SNCR脱硝技术的影响,以及NH_3在分解炉内氧化还原NO_x的作用途径进行总结,为SNCR在水泥窑的有效发挥提供新的改进思路。     

300MW燃煤锅炉SNCR过程的数值模拟

利用FLUENT软件对300 MW燃煤锅炉的选择性非催化还原(SNCR)过程进行了模拟.重点分析尿素溶液的喷射位置、液滴喷射速度、雾化平均粒径对SNCR过程脱硝效率以及漏氨量的影响,从而得到实际运行过程中最佳运行条件.结果显示,增加喷射速度能加快蒸发过程;雾化粒径越大越有利于还原剂的平均分布,但也会延长蒸发时间;在第1,2层同时喷射尿素溶液,并控制雾化平均粒径为0.3 mm和液滴喷射速度为30 m/s时,能够获得较好的脱硝效果.将不同氨氮摩尔比模拟结果与实际过程进行对比,结果表明两者能够较好地吻合.     

煤改低浓度煤层气锅炉的燃烧及NOx排放特性

将燃煤链条炉改烧低浓度煤层气,运用数值模拟方法并结合实验对改造后的低浓度煤层气锅炉炉膛内的流动、燃烧及NOx排放特性进行了研究。结果表明,速度约在炉膛轴向距喷口0.5 m处达到最大值,在炉膛宽度方向-0.4 m相似文献   

可压缩轴对称冲击射流流场的数值模拟

数值模拟一种可压缩轴对称冲击射流。所构造的数值模拟方法是:直接求解柱坐标系下的二维可压缩Navier-Stokes方程的差分离散方程,其中对流项采用基于非等距网格上的五阶精度迎风紧致型差分格式,黏性项采用基于非等距网格上的六阶精度对称紧致型差分格式,时间项采用3步三阶精度Runge-Kutta方法。模拟不同雷诺数、马赫数条件下冲击射流大尺度涡结构的演化过程。结果表明:流体从喷嘴射出后卷起形成一个独立的大尺度负涡,即初生漩涡,它会在壁面处逐渐激发出一个具有正涡量的壁面二次生成涡;初生漩涡和二次生成涡互相旋转挤压,壁面二次生成涡的力量很快占优势,带动初生漩涡向流场内部发展;随马赫数的增大,初生漩涡具有更强的力量,抑制了壁面二次生成涡和其他小尺度负涡的发展;随雷诺数的增大,初生漩涡的力量有所减弱,促进了壁面二次生成涡和其他小尺度负涡的发展。     

受限空间内射流影响下气固两相流动非定常数值模拟

就射流对受限空间内气固两相流动的影响进行了三维非定常数值模拟.分析计算结果发现,在射流结构下游尾迹附近区域出现局部回流;在射流结构背风侧存在不对称的连续涡结构发生、脱落与破裂过程,并且涡结构的脱落具有周期性.另外,通过分析射流对不同粒径颗粒尺度的影响,发现射流对10 μm量级颗粒能够在流道内形成持续稳定的低浓度区域,计算结果与试验吻合较好.通过分析试验中未测量的位置和参数的计算数据,加强了对该流场内流动特征和颗粒分布的理解,为壁面射流控制手段在流体机械工程上的应用提供参考.     

600MW“W”型火焰锅炉炉内燃烧过程的数值模拟

为了分析"W"型火焰锅炉爆管原因,对某电厂某台600MW"W"型火焰锅炉在100%,75%和50%负荷下以及不同煤质情况下的燃烧过程进行数值模拟计算,研究不同负荷及不同煤质时锅炉炉内速度场、温度场的分布。研究结果表明:100%负荷和50%负荷下速度场和温度场比较对称,75%负荷下则出现明显的偏斜;在100%负荷下,火焰冲刷下炉膛的前后墙两端较严重;在50%负荷下,炉膛火焰中心有所下移,冷灰斗处温度较高;在75%负荷下,后墙火焰冲刷前墙严重,上炉膛温度偏高以致过热器温度过高,这些区域都容易引起受热面结渣和爆管。     

生物质成型燃料热解气化在锅炉中的应用研究

研究了供热锅炉专用的生物质成型燃料3室热解气化炉运行和输出功率特性.3室气化炉底部进气炉排设置有左、中、右3个不同方向的气流通道,气化剂经过炉排喷向燃料时形成3向进风,对燃料形成扰动避免堆积.以空气-水蒸气(体积比7:3)为气化剂,热解可燃气中的氢气含量较空气气化方式得到了提升,对试验用6 t供热锅炉系统采用SNCR进行NO_x脱除,喷入质量分数为15%的尿素溶液,NO_x脱除效率达85%,排放烟气中NO_x含量114 mg·m^-3,满足排放要求.     

立体分级低氮燃烧技术在恒运电厂2×210MW锅炉上的应用

通过对2?10MW的锅炉机组进行燃烧器和燃尽风的改造技术实现燃料的水平分级和空气的竖直分级,并针对不同的二次风配风方式和燃尽风的份额条件下的燃烧过程进行了实验研究。根据测量结果分析可见,改造前烟气中NOx排放量为550mg/m3,改造后的锅炉机组,实测的烟气中NOx排放量可降到230 mg/m3,降低了约58%（折算到O2=6%）。NOx的排放量与煤粉喷口周围的还原性气氛相关,该部分的空气量影响了燃料N的转换过程。对煤粉的空气分级燃烧技术,存在一个最佳的燃尽风份额,可以促使NOx的排放浓度达到最低的水平。     

二维超声速流中横向喷流的数值研究

采用隐式ＮＮＤ格式求解二维雷诺平均的Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程，采用Ｂａｌｄｗｉｎ－Ｌｏｍａｘ的代数涡粘性模型，研究了喷流场的结构及激波和旋涡对横向喷流场的影响