在钢铁企业生产过程中，会产生大量副产煤气，而这些副产煤气都是很好的二次能源。而富氧燃烧技术能有效的改善燃气锅炉燃烧特性。近年来，对富氧燃烧技术的研究主要集中在燃煤锅炉，而对燃气锅炉的研究较少。本文以某钢厂220t/h燃气锅炉为研究对象，利用理论分析、数值模拟及锅炉试验方法研究煤气的富氧燃烧特性。
首先，利用炉内换热模型论证了富氧燃烧改善低负荷稳定燃烧的可行性。详细分析了富氧燃烧对炉膛烟温特性、烟气辐射特性、火焰传播速度、着火热及烟气在炉内停留时间等的影响。结果表明:富氧燃烧技术能较好的改善锅炉的整体性能。
其次，对富氧燃烧方式下燃气锅炉炉内燃烧特性进行数值模拟研究。结果表明:随着助燃剂中氧气含量的增加，燃烧器区域速度场变化不大，而温度得到大幅度提高;与常规燃烧方式相比，当燃料比为100％时，富氧量达到30％可使得燃烧器平均温度提高了近85℃，燃烧器高温区温度达到1745K，使得靠近燃烧器出口的高温区有可能会对燃烧器产生损坏。而当燃料比为80％时，若将富氧量提高到30％时，燃气锅炉燃烧器区域温度大于额定工况的温度，从而改善低负荷燃气锅炉运行的稳定性。随着助燃剂中氧含量的增加，炉膛壁面热负荷和燃烧器截面热负荷均增大，当燃料比为100％时，富氧比例为30％时，辐射热流密度超过了9.5×105W/m2;壁面高负荷越来越集中，高负荷区域逐渐变小。
最后，对副产燃气在富氧条件下的燃烧特性进行试验研究。结果表明:与常规燃烧方式相比，随着富氧量的增加，燃料绝热燃烧温度提高，锅炉排烟热损失及化学不完全燃烧损失不同程度的减小，锅炉热效率提高。当助燃剂中氧气含量为25.07％时，气体燃料的绝热燃烧温度提高了134℃，锅炉热效率提高了2.02％，由节约燃料量而产生的经济效益161.35万元，可减少CO2排放量17.42×106m3/a。
- 作 者：
- 陈明辉
- 学科专业：
- 热能工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 长沙理工大学
- 导师姓名：
- 刘亮
- 学位年度：
- 2014
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
