Численное моделирование и экспериментальное исследование сжигания угля с добавлением аммиака в котле мощностью 4 МВт

MA Zhaoyao ,  

ZHANG Xiangyu ,  

WEN Hainan ,  

LIU Wen ,  

WANG Zhichao ,  

YU Bo ,  

摘要

Сгорание угля с добавлением аммиака является одним из важных путей снижения выбросов углекислого газа из угольных электростанций. Для изучения возможности сгорания высокой доли аммиака была построена модель механизма добавления аммиака к угольному топливу. Было использовано компьютерное моделирование для симуляции сжигания угля с добавлением аммиака и чистого аммиака в котле мощностью 4 МВт, а результаты компьютерного моделирования показали погрешность меньше 3% по сравнению с экспериментальными данными. Эксперимент показал, что при сжигании угля с добавлением аммиака температура пламени снизилась на 30°С при увеличении содержания добавленного аммиака на 20%, а объемная доля углекислого газа уменьшилась на 20%. Количество выхлопных оксидов азота увеличилось при сжигании смеси угля и аммиака на 77,33% при увеличении процента аммиака с 0 до 40%. Когда доля аммиака увеличилась с 0 до 60%, количество выхлопных оксидов азота увеличилось на 136,44%. Для смешивания угля и аммиака выбирается избыточный коэффициент воздуха 1,15, для наилучшего сжигания и образования оксидов азота. Использование двухступенчатого впрыска топлива сокращает количество оксидов азота в объеме на 31,07% по сравнению с одноступенчатым впрыском. По сравнению с горением угольной муки или смеси угля с аммиаком, пламя при чистом аммиаке оказывается более холодным с длинным возгоранием и большим диаметром секции, а содержание выхлопных оксидов азота на выходе из котла при чистом аммиаке составляет 475 мг/м~3 и утечка аммиака близка к нулю.

关键词

Угольные котлы; Сжигание аммиака; Оксиды азота; Утечка аммиака; Двухступенчатое напыление топлива

阅读全文