[发明专利]低氮燃烧循环流化床锅炉的燃烧与SNCR脱硝协同优化方法

摘要

本发明公开一种低氮燃烧循环流化床锅炉的燃烧与SNCR脱硝协同优化方法，在低氮燃烧循环流化床锅炉炉膛内水冷壁区域敷设绝热材料；首先借助CFD软件对锅炉进行炉膛燃烧和旋风分离器处SNCR脱硝反应的全系统数值模拟，然后根据锅炉实际工况制定绝热材料布置方案、代入CFD软件中进行设计验证，在满足超低排放的基础上，以炉膛出口的焦炭质量浓度与旋风分离器出口的氨逃逸量作为评价指标确定绝热材料最终的敷设位置及敷设面积。采取在循环流化床锅炉水冷壁区域敷设绝热材料的方法，提高了进入旋风分离器内的烟气温度，可提高SNCR脱硝效率，避免过量喷氨；同时，敷设绝热材料实现了温度上升，降低了炉膛处口处的飞灰含碳量，实现了燃烧与脱硝的协同优化。

主权项

1.一种低氮燃烧循环流化床锅炉的燃烧与SNCR脱硝协同优化方法，其特征在于，在所述低氮燃烧循环流化床锅炉炉膛内水冷壁区域敷设绝热材料；首先借助CFD软件对低氮燃烧循环流化床锅炉进行炉膛燃烧和旋风分离器处SNCR脱硝反应的全系统数值模拟，然后根据数值模拟计算结果和目标锅炉的实际工况制定绝热材料布置方案、代入CFD软件中进行设计验证，在满足超低排放的基础上，以炉膛出口的焦炭质量浓度与旋风分离器出口的氨逃逸量作为评价指标确定绝热材料最终的敷设位置及敷设面积；所述协同优化方法具体包括下述步骤：1)根据目标锅炉的结构和尺寸，采用三维建模软件对该锅炉的炉膛、水平烟道以及旋风分离器部分进行1：1建模，并将所得物理模型导入到ICEM软件中划分网格；2)借助CFD软件，根据锅炉实际运行工况完成炉膛边界条件的初始设置，做炉膛内的燃烧计算，得到炉膛内的温度场、组分场的分布情况，将模拟结果与目标锅炉DCS系统上的数据做比对，完成模型验证；3)结合上述数据分析炉膛出口烟气中的焦炭含碳量、烟温以及NOx浓度，判定目标锅炉存在的关键问题；4)结合炉膛内燃烧温度沿着高度方向变化的规律，以温降出现的位置作为绝热材料的敷设位置的依据点，根据锅炉实际运行情况以及步骤2)中数值计算结果确定绝热材料的敷设目标区域，完成绝热材料布置方案的初步设计；5)将绝热材料敷设的目标区域划分为多个小方块，通过对每个小方块的边界条件的设定，实现绝热材料敷设位置与面积的调整；6)将调整后的绝热材料布置方案代入CFD软件中进行燃烧数值模拟及SNCR处脱硝数值模拟，得到可降低炉膛出口焦炭浓度并满足逃逸量指标的绝热材料敷设方案。