【摘 要】
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火电在我国的电力和能源行业具有举足轻重的地位,降低NOx的生成与排放是能源行业科研工作的焦点。本文以稳定锅炉炉内燃烧,降低NOx的生成为研究目的,采用CFD商业数值模拟软件,以某电厂350MW煤粉炉为研究对象,提出了一种二次风偏置的周向浓淡旋流燃烧器,对不同工况下这种新型旋流燃烧器和传统旋流燃烧器的燃烧状况进行了对比研究。首先,本文对周向浓淡分离器和新型旋流燃烧器进行数值模拟,验证了这些创新结构的
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火电在我国的电力和能源行业具有举足轻重的地位,降低NOx的生成与排放是能源行业科研工作的焦点。本文以稳定锅炉炉内燃烧,降低NOx的生成为研究目的,采用CFD商业数值模拟软件,以某电厂350MW煤粉炉为研究对象,提出了一种二次风偏置的周向浓淡旋流燃烧器,对不同工况下这种新型旋流燃烧器和传统旋流燃烧器的燃烧状况进行了对比研究。首先,本文对周向浓淡分离器和新型旋流燃烧器进行数值模拟,验证了这些创新结构的实际效果。模拟结果表明,周向浓淡分离器的分离效果良好,浓煤粉区域的煤粉浓度大约超出淡煤粉区域将近6倍;二次风偏置程度比主要会影响燃烧器出口处大风量和小风量区域的风量比;外二次风旋流强度主要会影响大风量和小风量区域的扭转角度。其次,本文研究了不同煤粉周向浓淡比和不同二次风偏置程度的工况下,安装新型旋流燃烧器的锅炉的运行情况。模拟结果表明,周向浓淡比越大,燃烧温度越不均匀,高温区和低温区的温度差异更明显;存在最佳煤粉浓淡比,使燃烧产生的NOx最低;二次风偏置程度越大,燃烧器出口附近中心回流区越大,且越偏向浓煤粉区域,高温区也会越提前,而且炉膛燃烧的充盈度也越好,燃烧产生的NOx也越低;可降低NOx排放量约20%。最后,本文研究了不同二次风旋流强度的工况下,安装传统旋流燃烧器和新型旋流燃烧器锅炉的运行情况。模拟结果表明,对于单层二次风的旋流燃烧器,二次风旋流强度越大,射流扩展角和中心回流区也越大;且存在最佳的旋流强度,使燃烧过程中产生的NOx最低。对于两层二次风的旋流燃烧器,传统旋流燃烧器和新型旋流燃烧器的内二次风对中心回流区大小的影响更大,外二次风对射流扩展角的影响更大。和传统旋流燃烧器相比,新型旋流燃烧器在较小的二次风旋流强度下中心回流区更大,不易发生延迟燃烧现象;在最佳内二次风和外二次风旋流强度下,新型旋流燃烧器的NOx排放量分别较传统旋流燃烧器降低了13%和15%。
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