[發明專利]一種基于場協同思想的燃煤鍋爐NOx排放分析方法

有效

• 申請號: 202011181828.3
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112382344B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 袁卓;曾卓雄;劉應立
• 申請（專利權）人: 上海電力大學
• 主分類號: G16C20/10
• 分類號: G16C20/10;G06F30/20;G06T17/00
• 代理公司: 南京禹為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 朱寶慶

本發明公開了一種基于場協同思想的燃煤鍋爐NOx排放分析方法，包括，利用燃煤鍋爐實際設計的結構數據和運行參數數據，建立三維鍋爐模型并進行燃燒仿真實驗；根據燃燒仿真實驗條件下的燃燒結果與同條件下燃煤鍋爐實際運行的燃燒結果對比分析，驗證燃燒仿真結果的準確性；對燃煤鍋爐燃燒過程中溫度場、速度流場、NOx濃度場進行場協同性分析，從能量流、動量流、物質流3個角度明析鍋爐熱系統的熱、質、氣及其轉換關系；采用插值擬合策略，獲得鍋爐爐膛內溫度、速度、NOx濃度的相關數學表達式，進一步分析燃煤鍋爐設計、燃燒運行、污染物控制的聯系規律。本發明為多場耦合、燃態復雜的鍋爐熱系統提供一種NOx排放的分析和預測方法。

技術領域

本發明涉及煤粉燃燒與排放性能控制的技術領域，尤其涉及一種基于場協?同思想的燃煤鍋爐NOx排放分析方法。

背景技術

電站鍋爐燃煤是大氣污染物NOx的主要來源之一，火電廠大氣污染物排放?標準(GB13223-2011)要求燃煤電廠NOx排放控制在100mg/m³以下，超低排放?要求控制在50mg/m³以下，隨著燃煤電廠污染物排放限值日益降低，優化燃煤?鍋爐燃燒工況、明晰燃煤鍋爐NOx生成及遷移規律、研判燃煤鍋爐NOx排放與?其影響因素的關系，對燃煤電廠的污染物監測及控制有重要意義。

煤燃燒過程中影響NOx生成的主要因素有:①煤種的特性，包括煤的揮發?分含量、氮量、固定碳/揮發分比值等；②可燃物在反應區的停留時間；③燃?燒區域溫度峰值；④反應區中氧、氮、一氧化碳和烴根等的含量；針對以上?NOx的形成機理和影響因素，相關的NOx控制技術有：①減少燃料周圍的氧?氣濃度；②在氧氣濃度較低的條件下，增加燃料反應時間，促進NOx均相或?多相還原；③在合理空氣量條件下，降低燃煤鍋爐溫度峰值。

現有控制NOx排放的措施，往往從單個影響因素來考慮控制NOx排放，不?能協調其他影響因素對NOx排放的作用，易造成NOx排放降幅有限或不降甚至?上升的情況，無法有效實現煤粉鍋爐燃燒時多場耦合、燃態復雜的NOx排放控?制，目前，亟需建立一種多因素協同、主因素突出的燃煤鍋爐NOx排放的分析?方法。

發明內容

本部分的目的在于概述本發明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較?佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發明名稱中可能會做些簡化或?省略以避免使本部分、說明書摘要和發明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略?不能用于限制本發明的范圍。

鑒于上述現有存在的問題，提出了本發明。

因此，本發明提供了一種基于場協同思想的燃煤鍋爐NOx排放分析方法，?能夠從流場和溫度場相互配合的角度重新審視燃煤鍋爐傳熱、傳質的物理機制，?不僅可以指導發展新的傳熱強化技術，而且適合節能減排和工程應用。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：包括，利用燃煤鍋爐實?際設計的結構數據和運行參數數據，建立三維鍋爐模型并進行燃燒仿真實驗；?根據所述燃燒仿真實驗條件下的燃燒結果與同條件下燃煤鍋爐實際運行的燃?燒結果對比分析，驗證所述燃燒仿真結果的準確性；對所述燃煤鍋爐燃燒過程?中溫度場、速度流場、NOx濃度場進行場協同性分析，從能量流、動量流、?物質流3個角度明析鍋爐熱系統的熱、質、氣及其轉換關系；采用插值擬合策?略，獲得所述鍋爐爐膛內溫度、速度、NOx濃度的相關數學表達式，進一步分析所述燃煤鍋爐設計、燃燒運行、污染物控制的聯系規律。