[發明專利]一種生物質層燃鍋爐爐內氮氧化物生成預測快速計算方法

在審

• 申請號: 201811166690.2
• 申請日: 2018-10-08
• 公開（公告）號: CN109359369A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 趙琳琳;王啟民
• 申請（專利權）人: 沈陽工程學院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種生物質層燃鍋爐爐內氮氧化物生成預測快速計算方法，通過把爐排分為預熱區、揮發分釋放區、可燃碳燃盡區和冷卻區四個部分，把生物質燃料分為水分、揮發分、可燃碳和灰分四種成分，預熱區生物質燃料的水分變成水蒸氣進入爐膛，揮發分釋放區生物質燃料的揮發分按照實際測量的組分進入爐膛，可燃碳燃盡區生物質的可燃碳以一氧化碳的形式進入爐膛，冷卻區助燃的空氣以熱空氣的形式進入爐膛，同時每個分區又細分為等量間隔分布的兩種小網格，一種網格有氣體進入爐膛，一種網格通過熱化學平衡計算，具有一定的熱流密度，氣體化學反應在爐膛空間內進行。這種計算方法較常規計算方法更為快捷便利，且不失準確性，在生物質燃燒中控制氮氧化物生成的有關鍋爐結構設計和運行調整中具有指導意義。

技術領域

本發明涉及一種快速計算方法，特別涉及生物質層燃鍋爐爐內氮氧化物生成預測的方法，屬于生物質層燃鍋爐爐內氮氧化物生成預測的技術領域。

背景技術

生物質以成為除煤、石油、天然氣以外的第四大能源。它是唯一可大規模代替煤、石油的可用資源，由于生物質燃燒比煤燃燒更為環保，將燃煤層燃工業鍋爐改造成燃生物質層燃工業鍋爐的現象越來越普遍。而生物質燃燒也會產生一定的污染物、氮氧化物就是其主要污染物之一。因此能夠獲得一種快速的計算方法來預測生物質燃燒生成氮氧化物的含量對環境保護具有重要的意義。。

發明內容

為克服現有生物質層燃鍋爐爐內氮氧化物生成預測方法存在的缺點，提高計算速度，降低計算過程的復雜性，本發明的目的是提供一種生物質層燃鍋爐爐內氮氧化物生成預測快速計算方法，該計算方法可視為氣相反應系統，選用組分傳輸的模型，將生物質燃料分為水分、揮發分、可燃碳和灰分四種成分，爐排分為預熱區、揮發分釋放區、可燃碳燃盡區和冷卻區四個區域并將生物質燃料按實際組分以氣體形式從爐排底部送入爐膛，通過Fluent數值模擬，預測出氮氧化物的生成。使其與現有的方法相比，預測計算更簡潔，計算速度更快。

本發明的技術方案如下：

一種生物質層燃鍋爐爐內氮氧化物生成預測快速計算方法，其特征在于：所述的生物質層燃鍋爐爐內氮氧化物生成預測快速計算方法把生物質燃料分為水分、揮發分、可燃碳和灰分四種部分；所述的計算方法將爐排分為預熱區、揮發分釋放區、可燃碳燃盡區和冷卻區四個部分；所屬的計算方法將一次風風室根據爐排分區進行劃分；所述的計算方法將爐排每個分區又細分為等量間隔分布的兩種小網格，一種網格有氣體進入爐膛，一種網格通過熱化學平衡計算，具有一定的熱流密度；所述計算方法將氣固反應系統簡化為氣相反應系統；所屬計算方法將生物質燃料按照實際組分化為氣體形式與一次風混合從爐排底部送入爐膛；所述生物質層燃鍋爐爐內氮氧化物生成預測計算方法較為簡便，可快速獲得預測結果且不失準確性。

本發明與現有技術相比，具有以下優點及突出性效果：

本發明的計算方法與常規的生物質層燃鍋爐爐內氮氧化物生成預測計算方法不同。常規的計算方法采用的是氣固反應系統，系統中包含氣相和固相，在計算中不僅需考慮氣相和固相各自的動力方程，還需考慮氣固之間作用力，顆粒相動力學理論等。因而氣固兩相流動模型計算起來較為復雜，在傳熱傳質模型計算中也較為復雜。

本發明的計算方法采用的是氣相反應系統，系統中只包含氣相。通過對層燃鍋爐爐排的劃分，分區域進行不同化學反應計算，從而實現對爐內氮氧化物生成的預測。此方法較常規的計算方法更為簡便，快速，且計算結果準確。

附圖說明

圖1 為本發明的層燃鍋爐爐排區域劃分示意圖。

圖中：1，11-空余區；2-預熱進料區；3-揮發分釋放進料區；4-可燃碳燃盡散熱區；5-冷卻進料區；6-預熱散熱區；7-揮發分釋放散熱區；8-可燃碳燃盡進料區；9-冷卻散熱區；10-漏渣區

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施案例對本發明做進一步的說明。