4 MW 보일러 암모니아 석탄 혼합 연소 수치 모의 및 실험 연구

MA Zhaoyao ,  

ZHANG Xiangyu ,  

WEN Hainan ,  

LIU Wen ,  

WANG Zhichao ,  

YU Bo ,  

摘要

석탄 혼합 암모니아 연소는 석탄 발전 기계의 탄소 감축을 실현하는 중요한 방법 중 하나로, 높은 비율의 암모니아 혼합 연소의 실행 가능성을 더욱 탐구하기 위해 암모니아 석탄 혼합 연소의 기작 모델을 구축하였으며, 4 MW 발전기 보일러의 암모니아 석탄 혼합 연소 및 순수 암모니아 연소 과정을 계산 유체 역학(CFD) 시뮬레이션으로 모의 계산하였다. CFD 계산 결과와 실험 데이터의 오차는 3% 미만이었다. 실험 결과는 암모니아 석탄 혼합 연소 시 암모니아 혼합 연소 비율을 20%씩 증가시킬 때, 불꽃 온도가 약 30℃ 하락하고 이산화탄소 부피 분율이 약 20% 낮아졌음을 보여주었으며, 암모니아 비율이 0%에서 40%로 올라갈 때, 화로 출구의 NO 질량농도가 약 77.33% 증가하고, 탈락석탄 에는 탄소 함량이 4.65%에서 6.16%로 증가하였다. 암모니아 혼합 연소 비율을 0%에서 60%로 올릴 때 NO 질량 농도가 약 136.44% 증가하였으며, 암모니아 석탄 혼합 연 소 시 과도 공기 계수를 1.15로 선택하면 연소 완성도와 질소 산화물 생성이 최적으로 달성된다; 암모니아 연료를 두 단계로 투입하는 방법은 단계별 방법에 비해 화로 출구의 NO 부피 분율이 31.07% 감소시킬 수 있으며, 석탄 분말과 암모니아 석탄 혼합 연소 불꽃에 비해 순수 암모니아 연소 때 불꽃 온도가 낮고 점화 거리가 길고 직경이 크며, 순수 암모니아 연 소 시 화로 출구의 NO 질량 농도는 475 mg/m~3이며 약 0에 가까운 암모니아 배출이다.

关键词

석탄 보일러;암모니아 연소;질소 산화물;암모니아 배출;연료 단계별

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