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分级燃烧控制无烟煤NOX排放的试验研究

作　者: 周宁
导　师: 周俊虎；周志军
学　校: 浙江大学
专　业: 工程热物理
关键词: 无烟煤燃烧氮氧化物空气分级模化计算 “W”型火焰锅炉
分类号: X51
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

近年来,随着我国经济高速增长和工业化程度不断加强,能源需求日益扩大,尽管发电煤耗以及单位发电量的污染物排放逐年减少,但排放总量还是逐年递增,由此大气污染也成为摆在我们面前急需解决的问题。当前,控制SO2排放的技术已经趋于成熟,因此控制燃煤过程中氮氧化物的生成就具有了重要的意义。本文以无烟煤燃烧中NOx的控制方法为主要研究目标,在热天平、固定床和“W”型火焰锅炉上进行燃烧试验,得到无烟煤燃烧中N0x生成规律和控制策略。热天平试验主要研究煤粉燃烧特性,对三种低挥发分煤进行试验,得到了煤种的着火温度、可燃性指数、着火稳燃特性指数和燃尽指数,试验发现此三种煤着火温度高,可燃性差,但稳燃和燃尽性能尚可；同时发现煤种的燃烧特性与挥发分含量有密切的关系,挥发分低的煤种燃烧性能较差。对三种不同粒径的贵州煤在热天平上进行试验,发现燃烧性能随着粒径的减小而增强,但增强幅度随粒径达到一定大小后趋缓,其中100-150目范围的粒径是最为经济和理想的。在固定床反应器上进行了燃烧试验,研究NOx排放规律。结果表明：随温度的升高,NOx生成峰值提高,生成曲线峰宽有所缩短,挥发分燃烧阶段明显提早；随着氧浓度的增加NOx生成峰值有所升高,但NOx曲线峰宽变化不大；NOx生成特性呈明显的两段结构,前期第一个峰值对应挥发分NOx,后期平缓段对应焦炭NOx。对NOx转化率的影响因素进行了研究,发现温度对无烟煤NOx转化率有明显影响,随温度的升高,无烟煤NOx转化率降低；燃烧过程中NOx转化率基本上随着氧浓度增加而升高；存在一个最佳粒径,使煤粉在这一粒径下燃烧时NOx转化率最低。以某台300MW“W”型火焰锅炉为原型,依照相似原则,对炉膛尺寸、风率、风速、燃煤量、燃烧器安装位置、二、三次风与燃尽风的安装位置等进行模化计算；计算结果符合热态试验需要,能较好的反映原型锅炉的燃烧系统及配风情况。在浙江大学3.5MW“W”型火焰锅炉上进行了贵州无烟煤燃烧试验,研究了乏气风、二次风、三次风和配风比例对于锅炉燃烧和污染物排放的影响。结果表明,适当的减小风量有利于减少NO,的排放和提高锅炉效率,均等的配风比例也能改善炉内的燃烧状况。试验结论对实际锅炉运行具有积极的指导意义。

分级燃烧控制无烟煤NOX排放的试验研究

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