生物质气再燃喷口摆角改变耦合燃煤锅炉燃烧特性数值模拟

为了研究再燃喷口竖直摆动角度对煤粉耦合生物质气再燃锅炉燃烧特性的影响,基于Fluent模拟软件搭建生物质气再燃锅炉模型,对某电厂600 MW燃煤锅炉耦合2台20 t/h秸秆气化炉再燃系统进行再燃喷口摆动角度分别为0°、±15°、±25°等5种工况燃烧过程进行数值模拟,分析燃烧区、折焰角及炉膛出口处烟气速度场及温度场分布特征。结果表明:生物质气再燃工况下炉内燃烧区温度变化趋势大致相同;改变再燃风喷口竖直摆动角度对炉内燃烧稳定性会造成影响;当再燃风喷口向下摆动角度过大(工况1)时,再燃风气流会扰动主燃区烟气气流,影响主燃区煤粉的燃烧;随着再燃喷口摆角向上倾斜,炉膛出口烟气温度偏差和温度分布不均匀系数M逐渐增大,再燃喷口摆角为+25°(工况4)时的M值最大,可达5.80%。在不影响炉内主燃区燃烧的同时,再燃喷口摆角为-15°时,炉膛出口烟气温度偏差最小。再燃喷口摆角向下倾斜一定角度,有利于减小炉膛出口热偏差。

600 MW机组燃煤锅炉耦合生物质气再燃污染物排放研究

为了研究生物质气种类及再燃区过量空气系数对燃煤耦合生物质气再燃过程的影响,基于Fluent软件搭建燃煤锅炉耦合生物质气化炉再燃燃烧模型,对某电厂600 MW机组四角切圆燃煤锅炉耦合2台20 t/h生物质气化炉再燃过程进行数值模拟,研究了秸秆气、食物垃圾气及沼气分别在再燃区过量空气系数为0.7、0.8、0.9工况下对炉内烟气温度场、组分场及炉膛出口NO_(x)排放的影响。结果表明:生物质气再燃降低锅炉煤粉消耗量,使得主燃区燃烧温度降低,但同时使得炉内燃烧火焰中心上移,提高了炉膛出口烟气温度;生物质气再燃能有效改善锅炉污染物排放问题,生物质气内烃类化合物CH_(4)含量越高,降低NO_(x)排放的效果越好,秸秆气、食物垃圾气和沼气再燃降氮效果依次增加,沼气再燃降氮效果最好,最高可达41.20%;当再燃区过量空气系数为0.7~0.8时,再燃锅炉耦合系统降氮效果最好,再燃区过量空气系数继续升高时,降氮效果逐渐变差。

基于生物质气的100 kW微型燃气轮机建模与控制研究

为了研究扰动对微型燃气轮机运行性能的影响,搭建了以生物质气为燃料的微型燃气轮机的整体动态仿真及控制模型,分析环境温度、负荷等变化对微型燃气轮机运行状况的影响及研究控制系统的动态响应。研究结果表明,环境温度由15℃阶跃升至25℃时,机组输出功率以及热效率降低,在控制系统的调节作用下,增加了燃料流量的输入,系统调整到新的稳定状态,在新稳定状态下的热效率相对降低了3.09%;负荷阶跃升20%负荷时,转速降低,机组输出功率及热效率增大,在控制系统的作用下,燃料流量增加,转速回归,系统达到新的平衡,热效率相对增加了5%;当负荷阶跃降20%负荷时,转速升高,机组输出功率与热效率会减小,在控制系统的作用下,燃料流量减小,转速回归到稳定值,系统到达新的稳定状态,热效率相对减小了8.03%。

生物质气微型燃气轮机运行性能分析

为研究生物质气微型燃气轮机的运行性能,构建了微型燃气轮机模型。基于C60微型燃气轮机的设计数据,首先以天然气为燃料,验证了模型的合理性。然后以沼气、松木气和干牛粪气等生物质气为燃料,在机组输出功率为60 kW及燃烧室出口温度为1145 K两个工况分别得到燃气轮机的主要输出参数。结果表明:维持燃气轮机输出功率为60 kW时,所需生物质气流量增大,燃烧室出口温度降低,压比增大,压气机耗功减少,机组效率提高;维持燃烧室出口温度为1145 K,燃料流量增加,引起燃气流量增大,透平的输出功增多,机组输出功率和机组效率增大;燃料初温从300 K升高到700 K,当保持额定输出功率时随着燃料初温上升机组热效率增大;当保持额定燃烧室出口温度时,随着燃料初温上升燃料流量减少,机组输出功率和机组热效率降低。