大型炉排炉清洁高效燃烧的问题剖析与实炉优化
文档名：大型炉排炉清洁高效燃烧的问题剖析与实炉优化
摘要：大型炉排炉被广泛应用于生物质及生活垃圾的能源化转化,但由于其设计和运行仍处于工程经验探索阶段,实际运行过程中,存在过量空气系数大、气固相燃尽差、NOx原始排放高等问题.针对炉排炉复杂的层燃反应过程,构建了大颗粒转化模型和多成分并行颗粒层燃模型,实现对炉排炉燃烧过程的精细化数值模拟.并通过与实验结果进行对比,验证模型的精度.利用数值模拟方法,分别针对生活垃圾和农业秸秆的大型炉排炉进行了实炉分析与优化,并根据表面着火和底部着火2种层燃模式,进行了现场运行调整.结果表明:某中拱型垃圾焚烧炉的炉膛局部高温和NOx排放较高的问题,源自于前后侧烟道的组分分布、燃烧和还原反应与设计预期的偏离,运行优化后消除了实炉的局部高温,NOx排放亦显著下降,所提出的结构改进方案可使NOx原始排放降低至26.8mg/m3;某秸秆振动炉排发电锅炉的床层和气相燃烧效率低的问题,源自于大一次风的对流冷却作用和炉膛内的"烟囱流"现象,运行优化后实炉CO排放大幅减少,发电负荷显著上升.
Abstract：Large-scalegratefurnaceshavebeenwidelyusedintheenergyconversionofbiomassandmunici-palsolidwastes(MSW).However,duetothefactthatdesignandoperationofgratefurnacesarestillinthestageofengineeringexploration,intheactualoperationprocess,therearestillproblemssuchashighexcessiveairrate,poorcombustionefficiencyinbothgasandsolidphase,andhighinitialNOxemissions.Inresponsetothecomplexlayeredcombustionprocessofgratefurnaces,alarge-particleconversionmodelandamulti-componentparallelparticlecombustionmodelwereconstructedtoachievefinenumericalsimu-lationofactualgratefurnacecombustionprocesses.Theaccuracyofthismodelwasverifiedbycomparingwithexperimentalresults.Usingnumericalsimulationmethods,real-furnaceanalysisandoptimizationwerecarriedoutforlarge-scalegratefurnacesburningMSWandagriculturalstraw.Basedonthesurface-andbottom-ignitionmodes,on-siteadjustmentsweremade.Resultsshowthatforthemiddle-archSWin-cinerator,localizedhightemperatureandhighNOxemissionaremainlycausedbythedepartureofcompo-nentdistribution,combustionandreductionreactionsfromdesign,whichareclearlyimprovedbytheoper-ationadjustment.Accordingtonumericalmodelingcalculation,afurtheroptimizationinitsstructurecanreduceNOxemissionto26.8mg/m3.Forthevibratinggrateboilerforstraw,lowcombustionefficiencyingasandsolidphaseismainlycausedbytheconvectivecoolingoflargeprimaryairandthe"chimney-likeflow"infurnace.Afteroptimization,itsemissionishugelyreduced,andpower-generationloadremark-ablyrises.
作者：张睿智 汪林正 赵善辉 邓睿渠 罗永浩 Author：ZHANGRuizhi WANGLinzheng ZHAOShanhui DENGRuiqu LUOYonghao
作者单位：上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240麻省理工学院机械工程系,马萨诸塞州剑桥市02139南京工程学院能源与动力工程学院,南京211167
刊名：动力工程学报 ISTICPKU
Journal：JournalOfChineseSocietyOfPowerEngineering
年，卷(期)：2024, 44(5)
分类号：TK229
关键词：生物质大型炉排炉清洁燃烧NOx数值模拟
Keywords：biomasslargegratefurnacecleancombustionNOxnumericalsimulation
机标分类号：TK227TF811TK018
在线出版日期：2024年6月7日
基金项目：大型炉排炉清洁高效燃烧的问题剖析与实炉优化[
期刊论文]动力工程学报--2024, 44(5)张睿智汪林正赵善辉邓睿渠罗永浩大型炉排炉被广泛应用于生物质及生活垃圾的能源化转化,但由于其设计和运行仍处于工程经验探索阶段,实际运行过程中,存在过量空气系数大、气固相燃尽差、NOx原始排放高等问题.针对炉排炉复杂的层燃反应过程,构建了大颗粒转...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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