300MW_e W火焰锅炉应用多次引射分级燃烧技术燃烧特性的模拟

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1、硕士学位论文300MWeW火焰锅炉应用多次引射分级燃烧技术燃烧特性的模拟SIMULATIONOFCOMBUSTIONCHARACTERISTICSINA300MWeDOWN-FIREDBOILERWITHMULTIPLE-INJECTIONANDMULTIPLE-STAGINGCOMBUSTIONTECHNOLOGY杨秀超哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TK224学校代码：10213国际图书分类号：621.18密级：公开工程硕士学位论文300MWeW火焰锅炉应用多次引射分级燃烧技术燃烧特性的模拟硕士研究生：杨秀超导师：曾令艳副教授申请学

2、位：工程硕士学科：动力工程所在单位：能源科学与工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TK224U.D.C:621.18DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSIMULATIONOFCOMBUSTIONCHARACTERISTICSINA300MWeDOWN-FIREDBOILERWITHMULTIPLE-INJECTIONANDMULTIPLE-STAGINGCOMBUSTIONTECHNOLOGYCandidate：YangXiuchaoSupe

3、rvisor：AssociateProfessorZengLingyanAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：PowerEngineeringAffiliation：SchoolofEnergySci.&Eng.DateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要我国是世界上难燃煤（无烟煤和贫煤）储量丰富的国家之一，W火焰锅炉作为燃用难燃

4、煤的主力炉型已得到广泛发展。哈尔滨工业大学研发的多次引射分级燃烧技术由于其在炉膛稳燃、降低NOx和飞灰可燃物等方面表现出较强优势，已逐步得到推广应用。为了更好的设计和优化W火焰锅炉燃烧技术及运行参数，降低NOx和飞灰可燃物，本文以某电厂二期300MW亚临界W火焰锅炉为研究对象，该锅炉目前存在NOx排放高（896~1226mg/m3(6%O2)）和飞灰可燃物含量高（>8%）的问题，需进行低氮燃烧技术改造。本文借助数值模拟的方法首先研究了不同燃烧技术下炉内燃烧及NOx生成特性，分析了存在问题的原因；其次对该锅炉应用多次引射分级燃烧技术时进行了参数优化研

5、究。将英巴燃烧技术下数值模拟结果与工业试验结果进行对比分析，结果表明模拟值与试验值误差较小，验证了数值模拟模型及网格划分的合理性。不同燃烧技术下研究结果表明：英巴燃烧技术下炉内流场及温度场都略有偏斜，颗粒对前墙侧有冲刷，炉膛出口飞灰可燃物含量和NOx排放量较高，分别为959.80mg/m3(6%O2)和9.47%。某公司燃烧技术下炉膛形成对称流场和温度场，但是拱上气流下射深度较浅，炉膛出口飞灰可燃物含量和NOx排放量相对较3(6%O高，分别为793.30mg/m2)和6.69%。多次引射分级燃烧技术下不同三次风下倾角度研究结果表明：除了三次风倾角为

6、15°外，其余工况在下炉膛形成对称的流场和温度场。随着三次风倾角从15°增大到40°，气流下冲深度越大，浓煤粉气流着火越早，炉膛出口NOx排放先增加后减少，最后有所回升。三次风倾角从15°增加到35°时，炉膛出口飞灰可燃物含量从6.02%下降到4.19%，三次风倾角继续增大到40°时，为4.23%。当三次风倾角为35°时，炉膛出口NOx排放量和飞灰可燃物含量最低；在三次风倾角为35°的基础上，不同二、三次风率研究结果表明：各工况下均在下炉膛形成对称的流场及温度场，炉膛出口飞灰可燃物含量均维持在一个较低的水平，均值4.289%。随着二次风率从30.5

7、4%增加到42.54%时，拱上气流下冲深度减小，浓煤粉气流着火距离减小，炉膛出口NOx排放量先减小后增大。当二次风率为36.54%时，炉膛出口NOx排放量较低、飞灰可燃物含量最低，分别为675.92mg/m3(6%O2)和4.19%。综合考虑，在多次引射分级燃烧技术下，推荐三次风下倾角度为35°，二次风率为36.54%，相应的三次风率为21.99%，此时，与原锅炉相比炉膛出口NOx排放量和飞灰可燃物含量分别降低了29.58%和55.76%。关键词：W火焰锅炉；燃烧技术；数值模拟；燃烧及NOx生成特性ͲIͲ哈尔滨工业大学工程硕士学位论文Abstrac

8、tChinaisoneofthecountrieswithrichreservesofleancoalandanthrac