混煤燃烧过程未燃尽碳与no_x排放协同优化研究

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1、分类号学号M201371065学校代码10487密级硕士学位论文混煤燃烧过程未燃尽碳与NOx排放协同优化研究学位申请人：叶骥学科专业：动力工程陈刚教授指导教师：方庆艳副教授答辩日期：2015年5月21日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterinEngineeringStudyonCollaborativeOptimizationofUnburnedCarbonandNOxEmissionofCoalBlendsCombustionCandidate:Ye

2、JiMajor:PowerEngineeringProf.ChenGangSupervisor:A/Prof.FangQingYanHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015华中科技大学硕士学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果

3、由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要混煤燃烧技术作为电厂拓宽煤源的重要手段，已在我国电站锅炉中广泛运用

4、。然而，混煤燃烧技术运用不合理则会造成燃烧效率低、污染物排放超标等问题。本文采用数值模拟、理论分析和试验验证相结合的手段，研究了不同混煤方式下的未燃尽碳量和NOx排放特性，以期获得混煤燃烧过程中未燃尽与NOx排放的协同优化策略。本文设计了2种用于混煤燃烧研究的试验炉，以试验炉为对象开展混煤燃烧的研究。研究结果表明：(1)对于未燃尽碳，采用炉内掺烧方式、针对低挥发分煤进行配风方式的优化、延长低挥发分煤在炉内的停留时间均能有效提高混煤的燃尽率，降低未燃尽碳；(2)对于NOx排放，采用炉内掺烧方式时，高挥发分煤析出的挥发分物质中包含大量中间产物HCN，其配合还原性气

5、氛能将高挥发分煤在着火阶段生成的部分NOx还原。此外，试验炉的试验验证表明了数值模拟结果可以很好的反应试验炉中的趋势。以一台660MW四角切圆电站锅炉为对象，开展了电站锅炉的混煤燃烧研究。研究结果表明：(1)对于未燃尽碳，该电站锅炉混煤燃烧运行时包括混煤方式在内的多方面因素对混煤的未燃尽碳均有影响，但起决定性作用的是对低挥发分煤在炉内燃烧过程中的供O2状况。(2)对于NOx排放，将高挥发分煤由整个烟气流场的下游(上部燃烧器)喷入时能显著降低出口的NOx排放。同时满足上述优化条件的工况，即采用炉内掺烧方式配合合理的工况设置，相较采用炉外掺混方式的工况，能够在降低

6、34%的飞灰含碳量的同时降低11%的出口NOx排放浓度，实现了未燃尽碳与NOx排放的协同优化。锅炉现场试验验证表明由本文的数值模拟研究得到的结论是可靠的，可以为实际工业应用提供理论指导。关键词：混煤燃烧方式；未燃尽碳；NOx；数值模拟；协同优化I华中科技大学硕士学位论文AbstractApplicationofcoalblendshasbecomingincreasinglycommoninpulverizedfuelpowerplantofourcountry,forblendingdifferenttypesofcoalisaneffectivemeanf

7、orpowerplanttoextendtherangeofacceptablecoals.However,un-rationalutilizationofcoalblendsmaycauselowcombustionefficiency,theexcessemissionofpollutantsetal.ThispaperstudyonunburnedcarbonandNOxemissionscharacteristicsofdifferentblendingmethods,throughnumericalsimulation,theoryanalysis,

8、andtestvalidationme