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300MW“W”火焰锅炉低NO_X燃烧与SNCR联合技术数值模拟

作　者: 孔凡卓
导　师: 阎维平
学　校: 华北电力大学（河北）
专　业: 热能工程
关键词: “W”火焰锅炉低NOX燃烧 SNCR技术联合应用数值模拟
分类号: TK227.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 137次
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内容摘要

本文利用CFX-TASCFLOW软件平台对一台300MW“W”火焰锅炉额定负荷下的低NO x燃烧以及在此基础上的SNCR技术进行了三类共18个工况的数值模拟。低NO x燃烧模拟主要分析了前后拱一二次风量比、一次风和内外二次风射流旋度、拱上下二次风量分配、前后墙下二次风量分配等对“W”火焰锅炉燃烧及NO x排放的影响。经分析比较,确定出计算工况中适合与SNCR联合的相对最佳工况。在低NO x燃烧基础上的SNCR联合应用模拟中利用简化模型,分析了氨喷口形状、喷氨位置、不同氨氮比以及可燃助剂等对NO x脱除的影响。模拟结果对“W”火焰锅炉低NO x燃烧与SNCR联合技术应用提供了一定的参考和指导。

全文目录

中文摘要  4
英文摘要  4-9
第一章引言  9-12
  1.1 选题背景及意义  9
  1.2 NOX的危害与控制方式  9-10
  1.3 课题研究内容  10-12
第二章 NOX的生成与脱除技术比较  12-26
  2.1 NOX的生成原理  12-13
  2.2 NOX脱除技术比较  13-16
  2.3 SNCR 技术原理  16-19
  2.4 SNCR 反应机理研究  19-23
  2.5 SNCR 技术的发展  23-24
  2.6 SNCR 技术总结与课题主要内容  24-26
第三章 CFX-TASCFLOW 简介与数值计算模型选择  26-37
  3.1 国内外数值模拟现状  26
  3.2 湍流基本守恒方程组  26-28
  3.3 湍流模型  28
  3.4 气固两相流模型  28-30
  3.5 煤焦颗粒燃烧模型  30-33
    3.5.1 热解模型  31
    3.5.2 挥发分燃烧模型  31-32
    3.5.3 焦炭燃烧模型  32-33
  3.6 辐射模型  33-35
  3.7 NOX反应模型  35-36
  3.8 本章小结  36-37
第四章锅炉模型及模拟工况  37-44
  4.1 锅炉原型概述  37-39
    4.1.1 锅炉主要设计参数  37
    4.1.2 燃烧系统  37-38
    4.1.3 燃烧器布置方式  38-39
    4.1.4 卫燃带  39
  4.2 数值模拟边界条件设定  39-41
    4.2.1 入口、出口边界条件  39-41
    4.2.2 壁面边界条件  41
  4.3 数值模拟工况  41-42
  4.4 小结  42-44
第五章低 NOX燃烧模拟与结果分析  44-55
  5.1 基础工况计算结果分析  44-46
    5.1.1 基础工况流场特性分析  44-46
    5.1.2 基础工况温度场特性分析  46
  5.2 低NO_X燃烧模拟与分析  46-54
    5.2.1 不同低NOX燃烧技术工况的选择  46
    5.2.2 不同工况下基于SNCR 的关键参数计算结果  46-51
    5.2.3 参数分析与最优低NOX燃烧方案确定  51-53
    5.2.4 最优低NOX燃烧工况（工况9）各关键参数模拟结果  53-54
  5.3 小结  54-55
第六章加设 SNCR 联合技术模拟与结果分析  55-62
  6.1 SNCR 技术设计  55-56
    6.1.1 SNCR 喷口设计与模型网格划分  55-56
    6.1.2 SNCR 还原剂的比较与选择  56
  6.2 计算模型处理  56
  6.3 SNCR 脱除NOX的数值模拟  56-60
    6.3.1 喷氨与烟气的混合效果  57-58
    6.3.2 喷氨与截面温度场  58-59
    6.3.3 不同计算工况下的NOX脱除量  59-60
    6.3.4 不同计算工况下的氨逃逸  60
  6.4 SNCR 模拟结果分析  60-61
  6.5 小结  61-62
第七章结论  62-65
  7.1 本文的主要研究成果  62-63
  7.2 下一步工作展望  63-65
参考文献  65-69
致谢  69-70
在学期间发表的学术论文和参加科研情况  70

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