通過电站锅炉煤粉的变化燃烧来进行氮氧化物控制的数值分析.docVIP

通过电站锅炉煤粉的变化燃烧来进行 氮氧化物控制的数值分析 Srdjan Belosevic, Vladimir Beljanski, Ivan Tomanovic, Nenad Crnomarkovic, Dragan Tucakovic和Titoslav Zivanovic 塞尔维亚贝尔格莱德贝尔格莱德大学热能工程和能源实验室长春花核科学研究所，邮政信 塞尔维亚贝尔格莱德贝尔格莱德大学机械工程学院Kraljice Marije35岁，邮政信箱1611120 摘要:相当多的研究工作集中在氮氧化物的形成/破坏的建模和预测NOx排放,这样可以控制它。这个数值研究是为了检测Kostolac B 350兆瓦锅炉机组的炉膛褐煤粉切圆燃烧的燃烧修改的效率，数值分析是由一个本身成熟的NOx分子模型，加上微分综合燃烧模型，过去成熟的并经过验证的理论完成的，这个氮氧化物分子模型着重于燃料和高温一氧化氮均质反应的形成/破坏过程。通过预测的氮氧化物排放量以及在锅炉单位中有效的测量值的比较，验证了这个分子模型。 案例分析中炉膛在不同操作条件下选择喷射，炉膛出口烟气温度，一氧化氮浓度，烟气温度和速度场的预测，对独立燃烧器，燃烧器层，研磨细度，燃煤质量和冷空气入口的煤和预热空气的独立或综合作用进行调查。只有通过适当的组织燃烧过程才能减少高达20-30%的排放量。锅炉热力计算证明了获得的结果。关于蒸汽过热器的安全运行提出了一个炉膛出口烟气温度最佳范围。通过一个专门为了这个目的开发的电脑代码的模拟，表明在测试案例中空气分级使用过热空气通风口，可能提供高达24%的氮氧化物减排，并且在最优情况下相对较高的排放量和高达7%的额外削减。 介绍 在燃烧煤粉的发电厂的开发和改装中，污染物排放量的减少起着突出的作用。同时对于强化燃烧和传热效率它是必不可少的。如今，用来实现这些任务的计算方法和编码1-16是必不可少的工具。在以前由其他作者完成的数值模拟中，可以看到不同炉膛的形状和大小。他们中很少有人模拟燃烧器布置在炉膛角落的切向燃烧炉。其他人进行了墙式炉的模拟，或使用一维模型来确定氮氧化物的排放量。在一些论文中，进行模拟获得可用于自动化控制或最大限度的减少在飞灰中的未燃煤有益的数据。 在包括详细的三维气象流模型的论文中，最常见的湍流模型使用的是标准的k-ε模型， 欧拉 - 拉格朗日方法主要是应用于气 - 固相耦合。各种用于热辐射的预测的模型，如蒙地卡特，离散坐标和离散传输。细节和复杂性不断变化，应用不同的燃烧模型，即扩散动力学模型，焦炭燃烧及动力学和涡流耗散模型在气相反应中的应用。我们自己的代码使用k-ε湍流封闭模型。气体和固体之间的相互作用阶段使用欧拉 - 拉格朗日方法建模，及颗粒源单元法来处理流体燃烧颗粒的影响。辐射是通过六通量的方法来解决。依据实验获得的煤动力参数案例研究，通过结合动力学扩散制度将煤颗粒的燃烧建模。 一些学者在他们的模拟中包括了氮氧化物的模型。大多数作者只考虑到NO的形成和破坏，因为它是煤燃烧烟气管道中最丰富的氮氧化物化合物。在大多数一氧化氮的形成和毁灭的模拟中，瞬式一氧化氮被忽视了，但是热式一氧化氮和燃料式一氧化氮却被考虑了。一些作者甚至将燃料式NO作为主要的化合物进行模拟。在他们的模拟中，学者们主要试着验证一些主要的氮氧化物脱硝方式。他们的主要目标是为了最优化燃烧过程。多级燃烧显示了良好的氮氧化物脱硝。一些学者研究通过优化自由结构的引进来实现额外的氮氧化物脱硝。 其中最重要的污染物是氮氧化物，所以大量的研究工作集中在氮氧化物生成/销毁的建模和预测氮氧化物的排放。氮氧化物包括一氧化氮（NO），二氧化氮（NO2），一氧化二氮(N2O)，和其他一些影响较小的氧化物。在煤粉燃烧系统内N2O排放量通常不显著。一氧化氮和二氧化氮被统称为氮氧化物。氮氧化物已被确定为光化学烟雾的前身并且导致了酸雨。塞尔维亚电力行业所有火电厂在2008年一年排放的氮氧化物是58030吨总量。欧盟指令2010/75/EU要求对于固体燃料的锅炉和输出功率大于500MWth的排放限值为500毫克╱标准立方米的NO，NO2（折干计算，烟气中含6%O2）。尽管国内火电厂烧的大多是低等级的褐煤，氮氧化物排放量不是很高，也远远超过新的欧洲200??毫克╱标准立方米（从2016年开始）的排放限值。单位毫克╱标准立方米表示烟道气体用毫克每标准立方米来表示任何化合物（CO，CO2，NOx等）的量。标准立方米是指在0℃1013毫巴正常情况下的立方米。对于煤粉燃烧电厂，任何不同于正常情况下通过测量或数字获得的数值必须重新计算，并表示为在正常条件即折干计算且烟气中含有6%O2的值。 氮氧化物控制的主要措施（调整燃烧/空气动力学