循環(huán)流化床鍋爐SNCR脫硝數(shù)值模擬研究.pdf

1、循環(huán)流化床鍋爐作為一種潔凈煤燃燒裝置被廣泛的運(yùn)用。但是隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保要求的提高，循環(huán)流化床鍋爐的NOx原始排放濃度已經(jīng)不能滿足環(huán)保要求，加裝脫硝裝置成為了一種必然的趨勢(shì)。由于循環(huán)流化床鍋爐中有適于SNCR脫硝反應(yīng)的旋風(fēng)分離器，因此SNCR脫硝技術(shù)在循環(huán)流化床鍋爐中被普遍應(yīng)用。在實(shí)際過(guò)程中，若不考慮SNCR脫硝區(qū)域入口的速度、NOx濃度等煙氣參數(shù)的不均勻性，會(huì)極大地影響SNCR脫硝反應(yīng)。本文以某電廠300MW循環(huán)流化床鍋爐為研究對(duì)象，采用

2、數(shù)值模擬手段，研究爐內(nèi)燃燒過(guò)程對(duì)還原劑噴入位置、噴射量等的影響規(guī)律，并與實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行比較分析，提出具體的優(yōu)化方法。
　　首先對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的煤燃燒和NOx生成進(jìn)行數(shù)值模擬，構(gòu)建了三維雙歐拉數(shù)學(xué)模型。計(jì)算結(jié)果表明，爐膛出口分三路連接三個(gè)高溫旋風(fēng)分離器，三個(gè)高溫旋風(fēng)分離器入口（即還原劑噴入點(diǎn)）處，煙氣速度的不均勻性系數(shù)分別為0.22、0.26和0.26，NOx濃度的不均勻性系數(shù)分別為0.26、0.42和0.47，煙氣速度和NOx

3、濃度的乘積即NOx通量的不均勻性系數(shù)分別為0.30、0.59和0.65，呈現(xiàn)出明顯的不均勻性。
　　在燃燒計(jì)算的基礎(chǔ)上，進(jìn)行SNCR脫硝的數(shù)值模擬。采用非均勻入口條件時(shí)，以燃燒計(jì)算獲得的煙氣速度場(chǎng)和NOx濃度場(chǎng)作為高溫旋風(fēng)分離器的入口邊界條件，當(dāng)氨氮摩爾比為1.4時(shí)，計(jì)算得到的脫硝效率為61.1％，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的氨氮摩爾比為1.4時(shí)的脫硝效率為62.7％，兩者的相對(duì)誤差為2.6％。采用均勻入口條件時(shí)，以燃燒計(jì)算獲得的煙氣速度和NOx濃

4、度的平均值作為高溫旋風(fēng)分離器的入口邊界條件，當(dāng)氨氮摩爾比為1.4時(shí)，計(jì)算得到的脫硝效率為75％，與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的脫硝效率的相對(duì)誤差為19.6％。計(jì)算結(jié)果表明，采用非均勻入口條件比采用均勻入口條件能更加準(zhǔn)確的模擬SNCR脫硝反應(yīng)。
　　在SNCR脫硝數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，根據(jù)高溫旋風(fēng)分離器入口煙氣參數(shù)的不均勻性，改變現(xiàn)有的還原劑噴入點(diǎn)位置和還原劑噴入量，即將高溫旋風(fēng)分離入口沿高度等分為六個(gè)截面，在每個(gè)截面的中心高度外側(cè)布置一個(gè)還原劑噴槍，根