大比例半焦煤粉掺混燃烧排放数值模拟研究

华电技术 ›› 2020, Vol. 42 ›› Issue (10): 64-72.

大比例半焦煤粉掺混燃烧排放数值模拟研究

1. 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，哈尔滨 150001；2. 哈尔滨电气国际工程有限责任公司，哈尔滨 150000；3. 宁德时代新能源科技股份有限公司，福建宁德 352100

出版日期:2020-10-25

Numerical study of the emission from co-combustion of large-proportion semi-coke and pulverized coal

1.School of Energy Science and Engineering，Harbin Institute of Technology，Harbin 150001，China；2.Harbin Electric International Company Limited，Harbin 150000，China；3.Contemporary Amperex Technology Company Limited，Ningde 352100，China

Published:2020-10-25

摘要/Abstract

摘要： 半焦是原煤经过干馏后得到的产物，具有高热值、低挥发分的特点。现阶段作为煤化工副产品的半焦并未
得到充分使用，研究半焦与煤粉的掺混燃烧有助于提高经济效益，而掺混燃烧的难点在于半焦的着火条件较差、燃
尽率低、NOx排放质量浓度高。采用数值模拟方法研究了半焦与煤粉大比例掺混燃烧条件下，给粉方式、掺混比、二
次风配风方式对炉膛内的温度场、NO 质量分数场和 CO 质量分数场分布的影响。结果表明：均匀配风给粉条件下，
半焦的最佳掺混比例为 40%；燃料分层时半焦布置在上部燃烧器会导致炉内温度和 NO 质量分数激增，但可以通过
改变二次风配风来改善。

关键词: 半焦, 大比例掺混, 数值模拟, 给粉方式, 掺混比, 二次风配风, NOx排放

Abstract: Semi-coke is a product obtained from dry distillation of raw coal，and is of high calorific value and low volatile
content. At present，semi-coke，as a by-product of coal chemical industry，has not been fully utilized.Studying the blending
and co-combustion of semi-coke with pulverized coal will improve its economic benefit. However，the difficulties of the co-
combustion lay on the poor ignition conditions，low burnout rate and high NOx emission.In the study on co-combustion of
pulverized coal blended with large-proportion semi-coke，the effect of coal powder feeding method，blending ratio and
secondary air distribution on the temperature field，NO mass fraction field and CO mass fraction field in a furnace was
analyzed by numerical simulation.The results show that the optimal blending ratio of semi-coke is 40%；under the condition
of even air and powder distribution. When the fuel is stratified，the semi-coke arranged on the upper part of the burner will
make furnace temperature and NO mass fraction soar ，which can be improved by optimize the secondary air distribution .

Key words: semi-coke, large-proportion blending, numerical simulation, powder feeding method, blending ratio,
secondary air distribution, NOx emissions

赵阳, 陈炳安, 王鹏翔, 黎贤达, 孙锐, 孙绍增 . 大比例半焦煤粉掺混燃烧排放数值模拟研究[J]. 华电技术, 2020, 42(10): 64-72.

ZHAO Yang, CHEN Bing´an, WANG Pengxiang, LI Xianda, SUN Rui, SUN Shaozeng. Numerical study of the emission from co-combustion of large-proportion semi-coke and pulverized coal[J]. Huadian Technology, 2020, 42(10): 64-72.

[1]	童家麟, 张岩, 刘文胜, 茅建波, 叶学民. 对冲燃烧锅炉掺烧污泥炉内燃烧及碱金属分布模拟研究[J]. 综合智慧能源, 2024, 46(8): 50-58.
[2]	宋建军, 付坤, 陈梅倩. 多流程循环流化床气固流动和燃烧的计算颗粒流体力学数值模拟[J]. 综合智慧能源, 2024, 46(8): 59-66.
[3]	张立栋, 李佩, 姜铁骝, 李钦伟, 张磊, 徐峰, 孟欣. 槽式太阳能阵列挡风增速效果数值模拟[J]. 综合智慧能源, 2024, 46(6): 1-7.
[4]	李清扬, 李超, 蒋雨辰, 胡勋. 半焦作为固体燃料的应用研究进展[J]. 综合智慧能源, 2023, 45(5): 13-23.
[5]	商永强, 王文峰, 王为术, 郭嘉伟, 郑毫楠, 葛学文. 超长距蒸汽供热管道保温性能分析[J]. 综合智慧能源, 2023, 45(4): 47-51.
[6]	郭光正, 勾昱君, 钟晓晖. 不同截面流道对PV/T系统性能影响的模拟研究[J]. 综合智慧能源, 2022, 44(4): 76-84.
[7]	王鼎, 肖虎, 陈宇轩, 岳松, 张燕平. 基于CFD方法的熔盐储罐预热分析[J]. 华电技术, 2021, 43(7): 75-81.
[8]	赵大周, 王明祥, 阮慧锋, 谷菁, 王明晓. 分布式能源站天然气内燃机Urea-SCR系统模拟优化研究[J]. 华电技术, 2021, 43(5): 45-52.
[9]	陈兵, 郭永恒, 李宏姣, 刘柏谦, 章干养, 赵海宝. 静电除尘器极板配置形式与场内颗粒迁移规律数值模拟研究[J]. 华电技术, 2020, 42(9): 1-8.
[10]	白昊, 张健, 郭欣维, 刘毅成, 马倩慧, 张忠孝. 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[J]. 华电技术, 2020, 42(9): 9-15.
[11]	林瑜. 脱硫塔内2种喷嘴喷淋特性及对塔壁影响的数值模拟[J]. 华电技术, 2020, 42(9): 16-25.
[12]	闫永宏, 陈登科, 孙刘涛, 彭政康, 孙锐. 粒径对热解半焦和烟煤掺混燃烧特性的影响和试验研究[J]. 华电技术, 2020, 42(7): 1-10.
[13]	孙刘涛, 闫永宏, 陈登科, 彭政康, 孙锐. 燃烧器钝体扩展角度对半焦/烟煤混燃及NOx排放的影响[J]. 华电技术, 2020, 42(7): 20-27.
[14]	戴若薇, 赵瑞东, 秦建光, 陈天举, 吴晋沪. 热解半焦与褐煤掺烧及气体污染物排放特性 TG-FTIR 研究[J]. 华电技术, 2020, 42(7): 28-34.
[15]	郑少伟，王志强*，王鹏，程星星，许焕焕. 热解半焦的清洁高效利用现状及研究进展[J]. 华电技术, 2020, 42(7): 42-49.