煤粉锅炉中空气分级与烟气循环协同调控脱硝的数值模拟研究

华电技术 ›› 2020, Vol. 42 ›› Issue (9): 9-15.

煤粉锅炉中空气分级与烟气循环协同调控脱硝的数值模拟研究

上海理工大学环境与建筑学院，上海 200093

出版日期:2020-09-25 发布日期:2020-09-28

Numerical simulation for synergistic control on denitration in the pulverized coal boiler with air staging and flue gas circulation

School of Environment and Architecture，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai 200093，China

Online:2020-09-25 Published:2020-09-28

摘要/Abstract

摘要： 以某热源厂75 t/h煤粉锅炉为研究对象，通过数值模拟的方法，研究空气分级与烟气循环协同调控对炉膛燃烧特性及NOx排放的影响。结果表明：随着分离燃尽风（SOFA）风率的增加，炉膛出口温度、CO体积分数升高，NOx质量浓度降低；随着烟气循环率的提高，入炉二次风O2的体积分数降低，脱硝效率升高，烟气在循环率超过15%时会影响燃烧的稳定性；空气分级与烟气循环协同调控，可以使炉膛温度沿炉膛高度方向分布更加均匀，优化后的协同脱硝（SOFA风率为25%，烟气循环率为15%）效率可达到61%，同时对炉膛出口的CO体积分数没有显著影响，表明此改造方案可以在保证燃尽率的同时达到较好的低氮燃烧效果。研究成果对煤粉锅炉脱硝的精准调控具有一定的理论指导意义。

关键词: 空气分级, 烟气循环, 低氮燃烧, 数值模拟, 脱硝

Abstract: Numerical simulation was taken on a 75 t/h pulverized coal boiler in a power plant，to study the effect of its synergistic control on air staging and flue gas circulation on its combustion characteristics in furnace and NOx emission.The modeling results show that the temperature and CO volume fraction at the furnace outlet rise with the increase of SOFA rate，while the NOx mass concentration drops.And with the increase of flue gas circulation rate，the oxygen volume fraction in the secondary air to furnace declines，yet the denitration efficiency goes up.When the flue gas circulation rate exceeds 15%，the combustion stability will be affected.Synergistic control on air staging and flue gas circulation can make the furnace temperature distribute evenly along furnace height.Having taken the optimized scheme（SOFA rate=25%，flue gas circulation rate=15%），the efficiency of synergistic denitration reaches 61% without prominent effect on the CO volume fraction at furnace outlet.It shows that this optimized scheme can lead to a better low-nitrogen combustion with a decent burn-out rate.The research results have certain theoretical guiding significance for the precise control on denitration of pulverized coal boilers.

Key words: air staging, flue gas circulation, low-nitrogen combustion, numerical simulation, denitration

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