锅炉负荷波动对NOx生成特性的影响研究

摘要

电力系统有调峰需求时锅炉负荷会波动，这会对NOx生成特性产生影响，文章对此进行了系统研究，用数值模拟和工业实验相结合的方法构建含详尽化学反应机理的燃烧模型以分析负荷波动幅度、波动速率以及煤种特性对NOx生成过程影响规律。结果显示，负荷下降时炉内温度场分布有很大变化且燃烧区域下移、高温区域变小，从而使热力型NOx生成量减少，并且由于氧浓度分布和还原区停留时间共同影响，燃料型NOx在中等负荷下可能排放浓度会升高。此外，负荷波动速率对NOx生成影响明显，因为快速调负荷会使空气配比暂时失调，进而使NOx瞬时浓度峰值增加15%～25%。文中还建立负荷-NOx排放预测模型并提出基于负荷预判的协调控制策略，这能有效降低负荷波动时的NOx排放，给电厂灵活调峰时低氮燃烧技术优化提供理论依据和技术支持，其研究成果对提升燃煤电厂环保性能和运行经济性有着重要应用价值。