使用超細煤粉再燃技術的鍋爐爐內(nèi)過程的數(shù)值模擬

1、華北電力大學（北京）碩士學位論文使用超細煤粉再燃技術的鍋爐爐內(nèi)過程的數(shù)值模擬姓名：許言武申請學位級別：碩士專業(yè)：熱能工程指導教師：劉彤20040201第一章緒論1.1.本課題的研究意義煤炭的直接燃燒是造成我國大氣污染的主要來源，其中氮氧化物氣體(NOx)是危害大，且較難處理的大氣污染物，它不僅刺激人的呼吸系統(tǒng)，損害動植物，還是造成酸雨和光化學反應的主要物質(zhì)之一，而且對臭氧層的破壞，溫室效應的引起也有一定的影響。據(jù)報導，200。年全國的電

2、站鍋爐NOx平均排放濃度為750mglmNOx的排放總量為258.02萬噸，比1995年增加了93萬噸。即使到2010年，NOx排放濃度降到650mglmNOx排放總量仍高達594.74萬噸，我國是燃煤大國，開展對降低NOx排放的治理具有十分重要的意義。因此必須解決煤的清潔燃燒問題，盡量減少燃煤帶來的NOx排放。國家環(huán)保局于1996年3月7日發(fā)布了《火電廠大氣污染排放標準》(GB1322396)己明確規(guī)定，對從1997年1月1日起初步設

3、計通過的新、擴、改建火電廠30OMW及以上機組，固態(tài)排渣煤粉爐NOx排放濃度不得超過650MgM3，液態(tài)排渣煤粉爐不得超過1000mglmo國內(nèi)外在降低鍋爐NOx排放方面進行的工作大致可分為以下3個方面:(1)鍋爐燃燒技術的改進。(2)無催化情況下向爐內(nèi)噴氨水。(3)有催化物的氨水噴射系統(tǒng)。后兩類技術都是在鍋爐燃燒生成NOx以后，用氨來還原NOx。這不僅增加設備投資和運行維護費用，還可能引起預熱器等鍋爐尾部受熱面的堵塞等。因此，要降低N

4、Ox的排放量，更有效的方法是改進爐內(nèi)燃燒狀況。改進爐內(nèi)燃燒狀況的主要方法有:低NOx燃燒器分段燃燒技術再燃燒技術和煙氣再循環(huán)等。綜合考慮NOx值和成本兩個方面，超細煤粉再燃燒具有相當?shù)膬?yōu)勢，己經(jīng)引起了人們越來越大的注意。燃料再燃技術是一種非常有效的降低NOx排放的先進燃燒技術，在國外通常采用的是天然氣作為再燃燃料。鑒于我國煤炭儲量大的實際情況，用煤作為再燃燒燃料具有十分重要的現(xiàn)實意義。煤粉的超細化是使煤作為再燃燃料的有效方法。用數(shù)值模擬

5、的方法對采用此技術的煤粉爐爐內(nèi)還原區(qū)的流動和化學反應過程實施模擬，求解出溫度場和NOx的濃度場，用數(shù)值結果來驗證了此技術的可行性，可為工程設計提供參考。1.2.本課題的研究背景及技術現(xiàn)狀在通常煤粉爐的燃燒溫度下，煤燃燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物中NO占90%以上，NO有5%一10%左右，這兩者統(tǒng)稱為NOxe燃燒溫度大于10000C時，若不采取控制措施，將會有500v2000mgm(標準狀態(tài))以上的NOx生成，并主要以NO的形式排入大氣。隨著環(huán)