针对我国氮氧化物污染形势日益加剧,以及国家提出的一系列环保排放要求日渐严格的问题,优化燃煤锅炉脱硝技术迫在眉睫。SNCR烟气脱硝技术是目前国际上使用较为普及的一种燃烧后脱硝技术,相较于跟它还原原理类似的SCR,它不采用催化剂,因此成本较低、操作简单,但由于SNCR脱硝对反应环境温度要求较为严格,所以脱硝效率不如SCR。本课题以90t/h的双锅筒横置式斜推往复炉排热水锅炉作为研究对象,对其满负荷情况下运行时炉膛内温度场、速度场和气体组分浓度进行数值模拟分析,通过模拟的得到的温度场,找到适合尿素对氮氧化物进行还原反应的温度范围所对应的位置区间,再在位置区间内设置喷枪,进一步模拟SNCR烟气脱硝的多相流过程。首先,层燃炉燃烧分为炉排燃烧部分和炉膛燃烧,通过链条炉的实炉测量数据,根据部分经验值推算出往复炉炉排上方煤层表面的温度、速度和烟气组分浓度分布。第二,将得到的炉排上方煤层的燃烧数据设置为炉膛入口边界条件,再分别设定出口边界条件和壁面边界条件,选定合适的模拟方程和计算方法,对炉膛内部气相燃烧情况进行模拟。模拟结果显示炉膛内最高温度能达到1600K,出口温度1200K,出口NOx浓度193ppm。第三,由于SNCR脱硝没有使用催化剂,对反应环境尤其是温度有较高要求,且层燃炉炉内温度梯度较大,温度窗口对应的区域较为狭窄,需要根据炉膛内部的温度场精确找到适合SNCR的温度窗口在炉膛对应的位置,再对影响脱硝效率的几个重要因素进行逐一研究,分析它们之间具体的影响关系。经分析,发现在Z=10m以上能符合脱硝温度要求,将喷枪设置在X=5.5m处还原效率最高,能达到47.78%;对于10米的炉膛宽度,设置12个喷枪能达到较高的烟气覆盖率;速度的增加在一定范围内可提高脱硝效率,但过大的烟气速度会造成炉膛壁附近烟气无法得到还原;粒径越小雾化效果越好,但穿透力会减弱,由结论分析可知在距离出口2.5m的距离内用200?m的粒径效果较好;在6个喷枪、喷射速度40m/s、雾化粒径200?m的前提下,雾化角度20°的时候已经有较高的烟气覆盖率,能达到48%的脱硝率,继续增大雾化角度反而会造成射程不够的情况。