煤粉鍋爐空氣分級燃燒與SNCR脫硝聯(lián)合數(shù)值模擬.pdf

1、氮氧化物(NOx)是燃煤電站排放的主要大氣污染物之一，我國不同地區(qū)根據(jù)電站鍋爐類型施行不同的NOx排放標(biāo)準(zhǔn)。對某些非重點地區(qū)的在役火電機組而言，NOx排放限值為200mg/Nm3。為了達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，通常將成本低廉、易于現(xiàn)有機組改造的空氣分級低氮燃燒技術(shù)和SNCR脫硝技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用。但是，由于沒有考慮兩種技術(shù)的相互影響，只是簡單疊加，往往需要噴入大量脫硝還原劑才能達(dá)到NOx排放標(biāo)準(zhǔn)，不僅造成還原劑消耗增加，而且導(dǎo)致氨排放超標(biāo)和鍋爐效率的額外

2、損失。針對此問題，本文以一臺670t/h四角切圓燃燒鍋爐為對象，結(jié)合鍋爐燃燒與脫硝的實際運行數(shù)據(jù)，進行鍋爐空氣分級燃燒與SNCR脫硝聯(lián)合數(shù)值模擬研究，并提出優(yōu)化策略。
　　采用數(shù)值方法模擬鍋爐空氣分級燃燒過程，將模擬值與實際測量數(shù)據(jù)相比較驗證模型可靠性，并對運行工況進行優(yōu)化。模擬結(jié)果顯示，鍋爐BMCR負(fù)荷下爐膛出口NOx濃度值為296.9mg/Nm3，與實測值較為吻合，SNCR反應(yīng)溫度窗口所在區(qū)域適合布置脫硝系統(tǒng)，爐膛出口飛灰含碳

3、量為3.24％，水平煙道兩側(cè)出現(xiàn)明顯熱偏差。對燃燒工況的數(shù)值優(yōu)化結(jié)果表明，選定過量空氣系數(shù)為1.18、SOFA反切角度為15°和SOFA風(fēng)率為25％，能夠在不大幅增加NOx生成量和縮小SNCR反應(yīng)溫度窗口空間范圍的前提下，提高鍋爐系統(tǒng)煤粉燃盡率，減小水平煙道熱偏差。
　　以BMCR負(fù)荷燃燒計算結(jié)果為基礎(chǔ)進行SNCR脫硝過程模擬，研究爐內(nèi)煙氣狀態(tài)分布特征及其對氣液混合和脫硝反應(yīng)的影響，探索基于煙氣參數(shù)對還原劑噴射特性的優(yōu)化思路。研究

4、發(fā)現(xiàn)，為保證還原劑在溫度窗口內(nèi)具有充足的反應(yīng)時間，不同高度射流液滴的最佳平均粒徑存在差異;受還原劑噴入?yún)^(qū)域煙氣旋流的影響，還原劑隨煙氣向爐膛局部“富集”，導(dǎo)致NH3/NO分布不均勻。據(jù)此，提出噴槍霧化參數(shù)的優(yōu)化策略:①對不同高度射流液滴的霧化粒徑平均值進行差異優(yōu)化，保證高溫區(qū)射入液滴擁有較大的平均霧化粒徑;②在固定氨氮摩爾比下，根據(jù)旋流特征調(diào)整不同區(qū)域噴槍的流量分配。模擬結(jié)果顯示，氨氮摩爾比保持1.2時，相比鍋爐基準(zhǔn)工況，優(yōu)化方案能夠?qū)?/p>