某600MW机组切圆燃烧锅炉氮氧化物排放的研究

针对某电厂锅炉氮氧化合物排放过高的问题,采用空气分级原理对该锅炉进行低氮燃烧改造。运用CFD软件对改造前后锅炉燃烧状况及氮氧化合物的形成进行数值模拟。采用空间分布与截面平均相结合方法从整体和局部上,着重深入分析了改造前后导致氮氧化合物生成发生变化的原因。本次模拟结果表明,相较于改造前,改造后炉内的切圆半径有所减小,有利于降低在还原性气氛下高温腐蚀和结渣的发生。改造后相较于改造前主燃区的氧量下降,一氧化碳的分布明显要高于改造前,燃尽风的射入会使得燃尽区氧量有较大幅度的增加,有利于焦碳的燃尽。针对NOx的生成特性,从燃料型NOx和热力型NOx生成的影响因素分别入手,深入研究了挥发分、HCN、焦碳对燃料型NOx生成的影响,研究了氧气、温度对热力型NOx生成的影响并分析了不同空间不同区域位置燃料型NOx和热力型NOx生成的变化。结果表明,改造前后挥发分的析出速率分布差距很小,且主要集中在燃烧器喷口,其的分布是影响高数量级下燃料型NOx生成速率分布的主要原因。改造前后高数量级燃料型NOx反应速率分布均在一次风喷口附近且差距很小。改造后缺氧使得挥发分析出的HCN被氧化更少,其相同数量级下HCN摩尔分数的分布范围要广于改造前。但是改造后燃尽区会有低数量级焦炭燃尽速率的分布,其会产生部分的燃料型NOx。热力型NOx与燃料型NOx的生成区域有所不同。改造前NOx摩尔分数沿炉膛高度分布差距不大,紧凑燃尽风射入有一个较大的提升,随后被焦碳还原有所下降,而改造后主燃区NOx摩尔分数较低,但沿着炉膛高度方向,其大体上有一个回升的趋势,特别紧凑燃尽风和分离燃尽风的射入使得NOx回升较大,影响最终NOx的排放。关键性参数的比较得到,炉膛出口温度增加较大,未完全燃烧损失也有所增大,总体来看出口NOx降低幅度较为明显。