循环流化床锅炉选择性非催化还原脱硝工艺喷氨流场数值模拟研究.pdf

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1、循环流化床锅炉选择性非催化还原脱硝工艺喷氨流场数值模拟研究翁卫国1，陈捷2。胡志健2(1．浙江大学能源清洁利用国家重点实验室，浙江杭州310027；2．杭州北高峰电力工程设计有限公司浙江杭州310013)摘要：针对具体的工程项目，采用流场分析软件FLUENT，研究了啧嘴各参数对喷射流型的影响，同时研究了各种喷嘴布置对氨在旋风分离器及其下游烟道中分布的影响。研究表明，如果选择合适的喷嘴，优化喷氨点布置，使氨在锅炉炉内分布得更均匀，充分地与氮氧化物接触，可得到较高的系统脱硝率。关键词：循环流化床锅炉；选择性非催化还原脱硝工艺；数值

2、模拟中图分类号：x51l文献标识码：A文章编号：1004—3950(2014)02—0047—05CFDstudyforammoniainjectionnozzlearrangementinselectivenon-catalyticreductionprocessofcirculatingfluidizedbedboilerWENGWei—guo1，CHENJie2，HUZhi-jian2(1．StatekeyLaboratoryofCleanEnergyUtilization，ZhejiangUniversity，Hang

3、zhou310027，China；2．HangzhouBeigaofengElectricPowerEngineeringDesignCo．，Ltd，Hangzhou310013，China)Abstract：Focusingonarealproject，theFLUENTsoftwarewasusedtostudytheinjectionnozzleselection，theinnerflowfiledofcycloneseparatorandtheeffectsofseveralinjectionnozzlesarrang

4、ementsonammoniadistributionattheductworkoutlet．Theresultsshowedthatthesuitableflozz]eandoptimalnozzlearrangementcouldmaketheinjectedammoniadistributionmoreevenly，anditwillimproveNO，removalefficiency．Keywords：CFBBoiler；SNCR；CFD0引言循环流化床锅炉选择性非催化还原(Selec-tiveNon—Catalyt

5、icReduction，SNCR)装置在工程实际中需要解决的关键问题之一是如何在锅炉及其下游合适的烟道上设置喷氨点，使得喷入的氨能够与炉内氦氧化物充分接触反应，从而得到较高的系统脱硝率。针对此问题，比较合理的思路是通过模型机理分析、现场实测或者数值模拟等手段，确定炉内的氮氧化物分布情况，然后据此布置喷氨点，使得氨分布能够匹配氮氧化物分布，从而得到较高脱硝率，同时减少氨逃逸。目前对锅炉的现场实测氮氧化物浓度分布存在一定难度。对于锅炉炉内燃烧过程以及氮氧化物生成与分解的机理分析，很多研究者做了大量的工作。这些研究者试图从机理研究入

6、手，对循环流化床锅炉内燃烧过程进行研究，同时掌握炉内氮氧化物生成及控制机制。1。”。但是这些机理研究着重研究的是氮氧化物总量与相关锅炉参数间的关系，对于实际的工程项目，还较难给出具体的氮氧化物分布规律。同时，对于锅炉内燃烧过程及氮氧化物生成的数值模拟而言，当前成熟的商业化流场分析软件FLUENT，以模拟锅炉炉膛内煤粉燃烧或喷油燃烧为主，对于氮氧化物的模拟则是在燃烧计算结果的基础上做的预测，其准确性还有待实测验证。因此，在工程实际中，针对不同的项目，考虑如何优化喷氨点布置，使得喷人的氨能够在流场中尽量均匀分布，以匹配不均匀的氮氧

7、化物分布，不仅是一个可行的方法，而且是应该采取的一个必要步骤。收稿日期：2013—09—22作者简介：翁卫国(1970一)，男，上海人，博士，主要研究方向为能源与环境工程。簿琚善程2014年，第2期一47—1模型本文中采用流场分析软件FLUENT对某2×240t／h循环流化床锅炉的SNCR系统喷氨流场进行研究。该锅炉烟气量为25万rn3／h，人1：3氮氧化物浓度380mg／m3，加装的SNCR脱硝装置要求脱硝效率为50％。根据所研究的循环流化床锅炉情况，对锅炉喷氨数值模拟模型提出如下简化假设。4～。：(1)本模型未纳入锅炉的燃

8、烧模拟；(2)根据所提供的锅炉烟气量计算人口段边界条件，使得喷氨点及下游位置的烟气条件尽量符合实际情况；(3)大部分模型壁面根据条件简化为绝热壁面，模型未考虑辐射传热；(4)湍流模型采用基本的K-e模型；(5)喷氨模型利用FLUENT软件中的离散相模型作为本次模拟的基本模型，