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生物质气与煤粉耦合燃烧发电技术不仅可降低化石能源的消耗,还可提高清洁可再生能源的利用。基于Fluent数值模拟方法,以俊龙电厂330MW燃煤锅炉为研究对象,对生物质气耦合煤粉燃烧过程展开研究,并分析耦合燃烧炉内燃烧特性及烟气成分变化特征,主要研究内容如下:(1)基于骏龙电厂330MW燃煤锅炉的热力性能参数及结构尺寸,运用Gambit进行模型构建,对网格和边界条件进行处理,在空气分级燃烧改造、燃尽风反切角度以及变负荷运行等工况下,利用Fluent对纯煤和生物质气耦合燃烧过程的燃烧特性及烟气组分变化特征进行了数值模拟,其中对耦合燃烧工况下的生物质气进行了二次燃烧流处理。得到了在不同工况下炉内烟气流场、温度场以及组分场随炉膛高度分布特性,并根据相关试验数据验证了模拟结果的准确性。(2)基于纯煤无燃尽风燃烧工况,研究了增加燃尽风和耦合生物质气对锅炉燃烧特性以及燃烧产物的影响。5种研究工况分别是:燃煤锅炉无分离式燃尽风(SOFA)、有SOFA(15%和20%配风比)、有SOFA(15%和20%配风比下)同时耦合燃烧松木气等。研究表明:在无SOFA和有15%SOFA工况下,速度场稳定,在20%SOFA工况下,燃尽风切圆不太理想;与纯煤无SOFA工况相比,当SOFA从15%增至20%时,出口NO_x排放量在纯煤工况下分别降低了10.76%和13.28%,而在耦合燃烧工况下分别降低了26%和28.4%。(3)四角切圆燃烧会引起炉膛出口烟气残余旋转问题,研究了生物质气耦合时不同SOFA反切角度对锅炉燃烧过程以及出口截面烟气温度、速度以及热偏差的影响。主要研究工况有:SOFA不反切、反切10°、反切15°、反切20°等4种。SOFA反切对主燃烧区的速度和温度场无明显影响,而SOFA反切使得出口烟气残余旋转明显减弱,当反切角度为15°时,出口截面烟气温度分布最为均匀,速度偏差和热偏差达到最小。(4)在松木气进气量保持不变的条件下,研究了在变负荷过程中生物质气耦合对燃煤锅炉的燃烧特性及NO_x排放的影响。3种研究工况分别为:锅炉负荷330MW、300MW、250MW等。研究表明:随着负荷降低,松木气掺烧比增大,燃烧区保持稳定,与330MW工况相比,出口NO_x减排程度在300MW和250MW工况下分别达到了12.61%和26.89%,并且出口截面烟气分布均匀性有所提高。