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高挥发分煤种电站锅炉高效低NOx排放系统研究

作　者: 冯兆兴
导　师: 安连锁；陈鸿伟
学　校: 华北电力大学（河北）
专　业: 热能工程
关键词: 电站锅炉 空气分级 低NO_x排放 燃烧
分类号: TK229.6
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
下　载: 399次
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内容摘要


煤燃烧产生的污染已成为主要的大气污染源。氮氧化物是煤燃烧产生的主要污染物之一。环境污染已经成为我国经济发展的主要制约因素之一,因此治理火电厂NO_x排放是迫在眉睫的任务。结合我国以煤电为主的国情,在目前经济发展状况下,开发有效的低NO_X燃烧技术,在未来具有非常重要的社会效益和经济效益。低NO_x燃烧技术是火电机组首选的NO_x控制技术。空气分级燃烧技术是一种基于全面燃烧调整的浓淡燃烧技术,已成为降低燃烧产物中的NOX浓度、减轻环境污染的重要手段,在锅炉改造和新锅炉机组的建设中被普遍采用。各种研究表明,分级燃烧对高挥发分煤降低NO_x生成效果明显。但对锅炉低NO_x改造还缺乏系统的研究。本文以空气分级及低NO_x燃烧器综合应用为出发点,重点在于高效低NO_x排放系统集成技术的研究、设计和应用,采用试验研究、理论研究、数学模型研究相结合的研究方式。以理论分析为基础,在冷态模化实验台上对浓淡燃烧器进行模化研究,优化设计参数;在热态试验台上进行分级供风燃烧试验研究,针对不同煤种、不同运行参数,确定合适的改造方案;研究分级燃烧污染生成数学模型,进行数值模拟研究;结合冷态模化试验和燃烧试验研究,进行改造方案优化研究。进行电站锅炉高效低NO_x燃烧优化系统设计的参数优化研究;开发关键设备;进行运行参数优化研究;研究低NO_x燃烧节能技术;高效低NO_x燃烧系统关键设备制造研究;提出了三级可控浓淡燃烧降低NO_x的综合技术集成方法,在200MW电站锅炉上进行工业应用研究;进行示范锅炉机组性能考核试验研究。结果表明:空气分级燃烧的参数对降低NO_x生成影响很大。通过采取分级燃烧的方式,能够降低NO_x。改后NO_x排放较改前降低494mg/Nm~3～508mg/Nm~3,降低了56.7%~58.3%。改后锅炉热效率为90.439%,较改造前提高了1.047%。通过连续的运行调整和观察发现,长时间连续大负荷运行时,锅炉未出现结渣、超温等情况。本文的主要创新成果为:多种技术集成与优化,形成了具有自主知识产权的空气分级低NO_X排放系统技术;将污染控制与节能技术结合,达到了高效节能;智能控制技术与低NO_X排放技术有效结合,实现了优化经济运行。本论文的工作可以指导电站锅炉的低NO_x排放技术的研究与工程应用。

全文目录


中文摘要  5-6
英文摘要  6-10
第一章 绪论  10-22
  1.1 课题背景及其意义  10-11
  1.2 本课题国内外研究现状  11-20
  1.3 论文工作内容  20-22
第二章 水平浓淡燃烧器冷态模化试验研究  22-45
  2.1 引言  22
  2.2 试验台简介  22-25
  2.3 试验结果分析  25-43
    2.3.1 调节挡板的角度与数量试验  25-34
    2.3.2 前置弯头对浓淡燃烧器影响的试验研究  34-38
    2.3.3 二次风偏转角度优化试验研究  38-41
    2.3.4 一次风示踪试验研究  41-43
  2.4 本章小结  43-45
第三章 空气分级低 NO_x 燃烧热态试验研究  45-56
  3.1 引言  45
  3.2 试验装置  45-47
  3.3 试验结果及分析  47-54
    3.3.1 不分级的常规燃烧试验研究  47
    3.3.2 空气分级低 NO_x 燃烧试验研究  47-54
  3.4 本章小结  54-56
第四章 空气分级低 NO_x 燃烧数值模拟研究  56-69
  4.1 引言  56
  4.2 数学模型  56-60
    4.2.1 湍流流动模型  56-57
    4.2.2 两相流动模型  57-59
    4.2.3 燃烧模型  59
    4.2.4 NO_x 生成模型  59-60
  4.3 计算方法  60-61
  4.4 计算条件  61-62
  4.5 计算结果分析  62-67
    4.5.1 分级燃烧改前数值模拟  62
    4.5.2 中间四层喷口改成摆动机构后分级燃烧模拟  62-67
    4.5.3 六层二次风喷口按统一比例缩小后分级燃烧模拟  67
  4.6 本章小结  67-69
第五章 空气分级高效低 NO_x 排放燃烧优化系统研究  69-80
  5.1 引言  69
  5.2 改造方案  69-73
  5.3 工业设计  73-77
  5.4 技术风险分析  77-79
    5.4.1 结渣和腐蚀问题  77-78
    5.4.2 固体不完全燃烧热损失升高问题  78-79
  5.5 本章小结  79-80
第六章 高效低 NO_x 排放系统应用研究  80-100
  6.1 引言  80
  6.2 空气分级燃烧改造前现场试验研究  80-85
    6.2.1 试验条件与内容  80-81
    6.2.2 试验结果分析  81-85
  6.3 空气分级低NO_x 燃烧试验研究  85-98
    6.3.1 试验条件与内容  85-86
    6.3.2 试验结果分析  86-98
  6.4 本章结论及建议  98-100
第七章 结论  100-102
参考文献  102-114
致谢  114-115
攻读博士学位期间发表的学术论文  115-116
攻读博士学位期间参加的科研工作  116-117
详细摘要  117-137

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中图分类: > 工业技术 > 能源与动力工程 > 蒸汽动力工程 > 蒸汽锅炉 > 各种类型锅炉 > 燃煤锅炉
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