工業(yè)爐內彌散燃燒過程條件探討及NOX排放控制.pdf

1、彌散燃燒技術具備顯著節(jié)能和環(huán)保的特性，對加強能源的利用、改善空氣質量、降低企業(yè)生產資金、提高企業(yè)的競爭力具有十分重要的意義，國際社會稱之為21世紀燃燒領域最具備發(fā)展?jié)摿Φ男滦完P鍵燃燒技術之一。為探討彌散燃燒技術在煙氣自循環(huán)工業(yè)爐上的應用，本文通過軟件(FLUENT）數(shù)值模擬研究了彌散燃燒技術在工業(yè)爐上的形成條件，并進行了實驗驗證。
　　本文首先驗證了工業(yè)爐裝置下不同湍流模型的適用性，并與實驗結果對比分析，發(fā)現(xiàn)standard k-

2、ε模型與實際情況最為接近，表現(xiàn)較好。就爐膛半徑改變對工業(yè)爐內形成彌散燃燒過程進行了模擬，發(fā)現(xiàn)爐膛半徑的加大使得爐膛局部高溫區(qū)逐步減小。爐膛內平均溫度、出口溫度、最高溫度均降低。這表明寬大的爐膛空間有利于爐膛溫度均勻性，形成彌散燃燒過程，但不宜過大增加爐膛半徑。在本課題研究中，爐膛半徑限定在180mm-240mm最佳。對不同燃料流量對工業(yè)爐內形成彌散燃燒過程進行了模擬，發(fā)現(xiàn)隨著燃料流量的增加，爐膛溫度分布更加均勻。爐膛的高溫區(qū)域主要分布在

3、爐膛的中后部，隨著燃料流量的增加，高溫區(qū)域面積逐步擴大。因此，燃料流量較低時，燃燒在相對低氧范圍內進行，反應速率緩慢，符合形成彌散燃燒的條件。針對回流煙氣預熱空氣對工業(yè)爐內形成彌散燃燒過程影響進行了不同初始空氣速度下有無煙氣回流通道的對比分析。發(fā)現(xiàn)在兩種情況下，隨著高溫空氣噴射速度的增加，爐膛內的出口溫度、最高溫度均下降，爐膛平均溫度上升，這符合彌散燃燒的形成條件。在不存在煙氣回流通道時爐膛最高溫度、出口溫度、平均溫度以及爐膛溫差均遠高

4、于存在煙氣回流通道情況，N OX的生成量也遠遠增加。可見，較大空氣初始動量對空氣、燃料混合的推遲作用及煙氣回流對高溫空氣、燃料的稀釋作用。就該裝置下形成彌散燃燒是否與燃燒器布置方式有關展開了探討，將燃燒器布置方式改為傳統(tǒng)布置樣式（中間為燃氣入口，上部為空氣噴射入口），利用三維模擬探究了燃料噴嘴與空氣噴嘴間距不同時流場分布狀況。研究表明，當燃料噴口與空氣噴口間距不同時，爐膛空間溫度場分布變化很大。隨著燃氣噴嘴與空氣噴嘴的間距增大，爐膛溫度