660MW煤粉锅炉掺烧生物质数值模拟

• 作者: 王俊 龙慎伟 马同胜 牛胜利 王永征 韩奎华 路春美
• 来源期刊: 洁净煤技术
• 学科: 工学
• 关键词: 燃煤锅炉 生物质 混燃 氮氧化物（ＮＯｘ） 燃煤污染物
• 年，卷（期）: 2023,（5）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 143-151
• 页数: 8页
• 分类号: TK6
• 语种: 中文
• DOI: 10.13226/j.issn.1006-6772.21020101

摘要

生物质作为可再生的碳中性能源，是化石能源的优良替代品，合理利用生物质能是我国实现“双碳”目标的重要途经。在现有生物质利用技术中，燃煤锅炉掺烧生物质不仅能减少化石燃料消耗及NO_x、SO_2等污染物排放，还能降低纯烧生物质导致的锅炉尾部受热面腐蚀风险，是提高能源利用率的有效措施。以660 MW煤粉锅炉为研究对象，基于Fluent数值模拟仿真软件对生物质与煤粉混燃过程进行研究，采用可实现湍流模型描述气相湍流，使用涡耗散模型计算挥发分燃烧，考察了生物质喷入位置和颗粒粒径对燃烧过程和NO_x排放的影响。计算结果表明，加入生物质对煤粉燃尽有一定促进作用，但NO_x排放降低。当生物质从最下层一次风喷口喷入时，能更早释放挥发分等有还原作用的成分，使得NO_x减排效果更好，炉膛出口烟气中NO_x质量浓度从原始工况的298.92 mg/m3降至243.97 mg/m3降至243.97 mg/m3,降低了18.4%。虽然生物质颗粒粒径变化对炉膛内烟气温度、O_2和CO体积分数影响较小，但颗粒粒径过大会导致生物质颗粒燃尽率降低，所需氧气减少，煤粉更易完全燃烧，出口烟气中NO_x质量浓度增大。