100mw燃煤锅炉煤粉与污泥混烧数值模拟

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1、分类号学号M201270912学校代码10487密级硕士学位论文100MW燃煤锅炉煤粉与污泥混烧数值模拟学位申请人：朱天宇学科专业：热能工程指导教师：陈刚教授方庆艳副教授张成副教授答辩日期：2015年5月21日AThesisSubmittedinPartialofFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringNumericalSimulationonCo-CombustionofPulverizedCoalwithSludgeina100MWCoal-FiredBoile

2、rCandidate:TianyuZhuMajor:ThermalEngineeringSupervisor:Prof.GangChenA/Prof.QingyanFangA/Prof.ChengZhangHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015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

3、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

4、论文摘要近年来随着中国城镇化的发展，城市污水污泥，尤其是工业污泥产量日益加大。在环保标准日益严格的今天，污泥处理已经成为一个重要的研究课题。在众多污泥处置方法中，焚烧法具有处理速度快，污泥储存时间短、不需要长距离运输，减容效果突出，能有效灭菌消毒，且污泥热值可用于发电和供热等优势，因此焚烧法具有广阔的发展空间。本文在实验室研究的基础上，利用数值模拟方法对100MW燃煤锅炉开展了不同含水率以及不同掺烧配比情况的污泥掺烧研究，进行了现场试验并与之对比研究；并且通过炉膛空气分级优化，开展了降低锅炉NOx排放的数值模拟研究。实验室研究表明掺混少量污泥后，

5、其沾污指数和单煤相似。对比涡耗散模型和混合分数模型模拟锅炉煤粉燃烧和污泥掺烧，结果表明模拟煤粉燃烧过程中，两种模型模拟结果接近且均与实际情况相符；而涡耗散模型更能准确地模拟污泥掺烧后大量水分进入炉膛后其吸热效果对炉膛带来的影响。在污泥掺烧模拟方面，对比炉膛内部温度场、烟气浓度场等模拟结果，涡耗散模型均优于混合分数模型。保持掺烧比不变，降低污泥入炉含水率，NOx排放有所增加，但变化较小；污泥含水率不变，当掺烧配比小于20%时，锅炉燃烧特性与NOx排放特性与单煤燃烧差异较小；配比大于20%时，锅炉燃烧效果变差，NOx排放大幅上升。增加燃尽风比例，或降

6、低总风量以降低炉内主燃烧区空气量，均能有效降低NOx的排放，而飞灰含碳量增加不明显。现场掺烧试验结果表明，随着污泥比例增加，炉膛内水分上升，水分吸热造成主燃烧区温度下降，炉膛出口飞灰含碳量上升；污泥的含氮量明显高于煤质，掺烧后NOx排放增加。模拟结果与实际现场测量结果相一致。在掺烧56%含水率的污泥，质量比不超过10%的情况下，污泥掺烧对锅炉的正常运行影响较小，实际中掺烧合理配比的污泥是可行的。关键词：燃煤锅炉；污泥混烧；数值模拟；含水率；污泥配比I华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofChinainre

7、centyears,theproductionofurbansewagesludge,especiallyindustrialsludgehasincreasedrapidly.Nowtheenvironmentalstandardsareincreasinglystringentthatleadstothefactthatsludgetreatmenthasbecomeanimportantresearchsubject.Inthenumerousmethodsforthedisposalofsludge,theburningmethodhas

8、manyadvantagessuchasfastprocessingspeed,shortstoragetimeandtransport