学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

燃烧福建无烟煤CFB锅炉炉内脱硫、脱硝模型及其传热模型研究

作　者: 申良坤
导　师: 何宏舟；苏亚欣
学　校: 东华大学
专　业: 热能工程
关键词: 福建无烟煤 CFB锅炉脱硫模型脱硝模型传热模型
分类号: TK229.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 235次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

福建省的能源资源以煤为主，其中无烟煤占98.3％。福建无烟煤结构致密、反应性较差，灰熔点低、具有强烈的热破碎性质、难于着火和燃尽，在燃烧利用上存在不少困难。循环流化床锅炉具有燃料适应性广，燃烧效率高，污染物排放低等优点，近年来已成为燃烧福建无烟煤的首选炉型。燃烧福建无烟煤CFB锅炉目前存在的主要问题是，很多脱硫脱硝设备都没有运行；此外，燃烧福建无烟煤CFB锅炉炉内固体颗粒浓度较高，炉膛温度超过1050℃，炉内传热特性与燃烧其它煤种的CFB锅炉不同、CFB锅炉顶部区传热对整个炉内传热来说也是很重要的。因此，开展燃烧福建无烟煤CFB锅炉炉内脱硫脱硝模型和传热模型研究对于推广洁净煤技术和优化CFB锅炉设计或运行具有很重要的意义。本文首先介绍了CFB锅炉原理、特点以及国内外发展概况，近年来针对福建无烟煤清洁燃烧的研究概况，国内外脱硫模型、脱硝模型研究进展以及CFB锅炉炉内传热研究进展。其次，在深入研究燃烧福建无烟煤CFB锅炉炉内脱硫特性基础上，建立了一步法脱硫反应模型和两步法脱硫反应模型，并与工业试验数据结果作比较。与一步法反应模型相比，当钙硫比小于2.2时，两步法模型计算结果与工业实测结果吻合更好。两模型计算表明，在保持钙硫比不变的条件下，脱硫效率随流化速度的增加而降低，随循环倍率的增加而提高，随燃烧温度的升高而增加，但随负荷波动的变化很小。再次，在深入研究燃烧福建无烟煤CFB锅炉炉内氮氧化物生成和还原特性基础上，建立了一个半经验脱硝数学模型，模拟计算结果与工业试验数据吻合较好。模拟结果表明，炉膛出口NO_x(NO)排放浓度随二次风率增加而降低，随燃烧温度的升高而降低，随烟气流速的增大而增加，随焦炭粒径的增大而增加，随着钙硫比增大而增加。进一步地，以燃烧其它煤种CFB锅炉炉内传热模型为参照，修正了燃烧福建无烟煤CFB锅炉炉内传热模型；以CFB锅炉顶部区流动特性和传热特性研究为基础，建立了针对燃烧福建无烟煤CFB锅炉炉膛顶部区传热模型。模型计算结果表明，采用突变出口可以加强炉膛顶部传热，但是对于燃烧福建无烟煤CFB锅炉顶部传热系数增加很少。本文最后，分析所建模型存在的问题。脱硫模型中脱硫效率随温度的变化趋势与工业试验矛盾；脱硝模型中，石灰石对炉膛内NO_x浓度的影响与工业试验结果矛盾。这些问题表明，燃烧福建无烟煤CFB锅炉炉内脱硫脱销模型需要进一步研究。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
第一章序论  12-26
  1.1 循环流化床锅炉技术的发展  12-16
    1.1.1 循环流化床原理、特点及循环流化床锅炉的优点  12-14
    1.1.2 国外循环流化床锅炉的发展现状  14-15
    1.1.3 国内循环流化床锅炉的发展现状  15-16
    1.1.4 循环流化床锅炉在福建省的发展现状  16
  1.2 CFB锅炉清洁燃烧福建无烟煤的研究进展  16-22
    1.2.1 福建无烟煤在CFB锅炉中燃烬技术的研究  16-20
    1.2.2 燃烧福建无烟煤CFB锅炉低污染排放的技术研究  20-22
    1.2.3 小结  22
  1.3 本文的研究背景、意义和内容  22-24
    1.3.1 本文的研究背景、意义  22-23
    1.3.2 本文研究内容  23
    1.3.3 本文创新点  23-24
  参考文献  24-26
第二章 CFB锅炉脱硫、脱硝及传热模型研究概况  26-44
  2.1 CFB锅炉燃烧中炉内脱硫数学模型概述  26-29
    2.1.1 引言  26
    2.1.2 机理模型  26-28
    2.1.3 半经验模型  28-29
    2.1.4 小结  29
  2.2 CFB锅炉燃烧中脱硝研究概述  29-35
    2.2.1 引言  29
    2.2.2 实验研究  29-30
    2.2.3 模型研究  30-35
    2.2.4 小结  35
  2.3 循环流化床锅炉传热研究概述  35-39
    2.3.1 传热机理  35
    2.3.2 传热试验  35-37
    2.3.3 传热模型  37-38
    2.3.4 小结  38-39
  参考文献  39-44
第三章燃烧福建无烟煤CFB锅炉炉内燃烧脱硫模型  44-58
  3.1 一步法脱硫模型  44-49
    3.1.1 建模  44-46
    3.1.2 模型求解结果与讨论  46-49
    3.1.3 结论  49
  3.2 两步法脱硫模型  49-56
    3.2.1 建模  50-53
    3.2.2 模型求解结果与讨论  53-56
    3.2.3 结论  56
  3.3 本章小结  56
  参考文献  56-58
第四章燃烧福建无烟煤CFB锅炉炉内燃烧脱硝模型  58-69
  4.1 燃烧福建无烟煤CFB锅炉炉内NO脱除数学模型建立  58-62
    4.1.1 模型假设  58
    4.1.2 床内NO浓度分布  58
    4.1.3 C_(NO,0)计算  58-59
    4.1.4 二次风口处烟气体积计算  59-61
    4.1.5 焦炭颗粒直径的计算  61-62
    4.1.6 脱硝效率计算  62
  4.2 模型验证与模型计算结果和讨论  62-67
    4.2.1 模型验证  62-63
    4.2.2 二次风率的影响  63-64
    4.2.3 温度的影响  64-65
    4.2.4 流化速度的影响  65
    4.2.5 焦炭粒径的影响  65-66
    4.2.6 加入CaO的影响  66-67
  4.3 本章小结  67-68
  参考文献  68-69
第五章燃烧福建无烟煤CFB锅炉炉内传热模型  69-85
  5.1 稀相区传热模型  69-77
    5.1.1 建模  70-73
    5.1.2 模型求解结果与讨论  73-77
  5.2 顶部区传热模型  77-82
    5.2.1 建模  78-79
    5.2.2 模型求解结果与讨论  79-82
  5.3 本章小结  82-83
  参考文献  83-85
第六章总结与展望  85-87
  6.1 本文的结论  85
  6.2 本文需要进一步研究的问题  85-87
发表论文目录  87-88
致谢  88

燃烧福建无烟煤CFB锅炉炉内脱硫、脱硝模型及其传热模型研究

内容摘要

全文目录

相似论文