300MW煤粉高炉煤气混燃锅炉NOx优化数值模拟 Numerical Simulation of 300 MW Blast Furnace Gas and Pulverized Coal Blended Combustion Boiler on the Optimizing of NOx.pdfVIP

VoL 第28卷第7期 电力科学与工程 28．No．7 。 55 2012年7月 ElectricPowerScienceand Jul．，2012 Engineering 300 MW煤粉／高炉煤气混燃锅炉NO工优化数值模拟 李 伟，王金星，黄江城，王春波 (华北电力大学能源动力与机械工程学院，河北保定071003) 摘要：利用Fluent软件对某钢厂300MW煤粉／高炉煤气混燃锅炉进行数值模拟，探讨了燃烬风配比、高 炉煤气配比、过量空气系数及运行负荷等因素对炉膛内CO浓度分布及N0，浓度分布的影响规律。研究 表明：燃烬风配比增加，燃烧器附近的CO浓度峰值增加且炉膛内部的NO，浓度整体降低；高炉煤气配 比增加，炉膛内部的CO浓度的峰值下降，同时NO，浓度呈整体下降趋势；随着过量空气系数增加，燃 烧器上部的CO浓度均有所下降，而NO。浓度逐渐上升；运行工况对炉膛内部CO浓度的分布影响不大， 随着负荷的降低，峰值略有升高，然而NO：浓度分布在燃烧器上部受负荷影响较显著，随着负荷下降， NO，浓度逐渐下降。 关键词：煤粉；高炉煤气；混燃锅炉；NO；；CO；数值模拟 229 中图分类号：TK 文献标识码：A 究较少，尤其针对煤粉／高炉煤气混燃炉膛内NO， 0 引言 的分布特性更为罕见…3。本文利用Fluent软件对 煤粉／高炉煤气混燃锅炉进行模拟，以便对炉膛内 随着钢铁工业的发展，生产中的副产煤气 NO，分布进行分析探讨，进而期望对今后研究煤 (高炉煤气、焦炉煤气及转炉煤气等)大量增加， 粉／高炉煤气混燃锅炉NO，优化排放提供参考。 这些煤气约占钢铁企业总能耗量的30％～40％…。 其中焦炉和转炉煤气热值较高可在生产或生活中 1研究对象 利用，因此高炉煤气的回收和利用是钢铁企业节 能降耗的重要环节。其中高炉煤气在钢铁企业中 选取某钢厂300 Mw机组煤粉／高炉煤气混燃 产量巨大，每炼1t生铁约可以得到高炉煤气 锅炉为模拟对象。该锅炉为亚临界参数、一次中 3500 m3。高炉煤气中可燃成分主要是CO，但是问再热、自然循环汽包炉，采用四角切圆燃烧方 所占比例很小只有20％左右，不可燃成分体积分 式，设计燃料为烟煤，设计燃烬风配比为10％， 数高达80％左右。所以高炉煤气热值非常低，利 掺烧高炉煤气比例为20％。燃用煤的实验分析见 用率很低而且燃烧不稳定心o。因此，如何有效地 表1，高炉煤气成分分析见表2。 利用高炉煤气是目前面临的节能问题。 锅炉为单炉膛，燃烧器为四角布置的摆动式 高炉煤气和煤粉在炉内掺烧是一种有效利用 燃烧器，切向燃烧，上下摆动的最大角度为 途径。3。。然而由于高炉煤气的低热值，混燃锅炉 zl：30。。燃烧器出口射流中心线和水冷壁中心线的 的燃烧存在燃烧稳定性差、煤粉燃尽困难等问 夹角分别为38。和44。，在炉膛中心形成逆时针旋 题卜J。目前，国内外学者针对煤粉炉内燃烧进行 向的两个直径不同的假想切圆。为了削弱炉膛出 了模拟“0|。对煤粉／高炉