發(fā)布時(shí)間：2020-11-03 20:07

　　 燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)是把燃?xì)廨啓C(jī)布雷頓循環(huán)(Brayton Cycle)和蒸汽輪機(jī)朗肯循環(huán)(Rankine Cycle)集成的高效發(fā)電系統(tǒng)。聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)具有啟停速度快,熱效率高,污染物排放低的優(yōu)點(diǎn),是電網(wǎng)調(diào)峰運(yùn)行的重要手段。大量的聯(lián)合循環(huán)機(jī)組在啟動(dòng)過(guò)程中,余熱鍋爐煙囪有或輕或重的冒黃煙現(xiàn)象。研究表明,造成聯(lián)合循環(huán)煙囪排煙呈現(xiàn)黃色的主要原因是煙氣中含有一定量的NO2。一般來(lái)講,燃?xì)廨啓C(jī)中燃燒室產(chǎn)生的NOx主要是NO,部分究認(rèn)為NO在排煙過(guò)程中發(fā)生了 NO-NO2的轉(zhuǎn)化反應(yīng)生成了一定濃度的NO2,導(dǎo)致煙氣呈現(xiàn)黃色。本文結(jié)合反應(yīng)模擬、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn),研究煙氣組分如一氧化碳、氧氣、一氧化氮、水蒸氣等組分的濃度以及溫度和停留時(shí)間對(duì)NO-NO2轉(zhuǎn)化的影響規(guī)律。具體內(nèi)容如下:1)選用柱塞流反應(yīng)器(PFR)計(jì)算,通過(guò)Chemkin計(jì)算和實(shí)驗(yàn),研究在組分、溫度對(duì)NO-NO2轉(zhuǎn)化的影響。研究表明:在燃?xì)廨啓C(jī)透平排氣的典型組分下,CO的存在會(huì)導(dǎo)致排氣中的NO向NO2轉(zhuǎn)化,600-700℃是NO轉(zhuǎn)化率最高的溫度區(qū)間,溫度低于400℃或者高于800℃條件下,NO向NO2的轉(zhuǎn)化率都很低。同時(shí)一定量的水蒸氣和氧氣是轉(zhuǎn)化反應(yīng)發(fā)生的必要條件,氧氣體積分?jǐn)?shù)在5%以?xún)?nèi)時(shí)對(duì)NO的轉(zhuǎn)化率影響變化大,超過(guò)5%氧濃度后NO轉(zhuǎn)化率受氧濃度影響趨于穩(wěn)定。2)利用敏感性分析的方法分析NO-NO2轉(zhuǎn)化反應(yīng)影響較大的基元反應(yīng)和高活性自由基。研究表明,在450℃-650℃時(shí),CO的氧化和NO的氧化是互相偶合在一起,共同形成一個(gè)鏈?zhǔn)椒磻?yīng),并且能夠相互促進(jìn)氧化,隨著溫度的升高,鏈?zhǔn)椒磻?yīng)逐漸解耦,當(dāng)溫度高于約800℃,CO在氧化過(guò)程中對(duì)與NO的氧化反應(yīng)的依賴(lài)性大大減弱,NO-NO2轉(zhuǎn)化率降低。NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高先達(dá)到一個(gè)最大值,然后下降。3)通過(guò)6FA燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中排氣組分的測(cè)量,分析聯(lián)合循環(huán)機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中NO-NO2的轉(zhuǎn)化規(guī)律。結(jié)果表明,6FA燃?xì)廨啓C(jī)在啟動(dòng)過(guò)程的NO2由兩部分構(gòu)成,一部分是燃燒室排放,另一部分是NO在余熱鍋爐中轉(zhuǎn)化生成。
【學(xué)位單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TM611.31;X773
【部分圖文】：

Ｆｉｇ．２．?１５?ＮＯ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?ｗｉｔｈ?ｉｎｌｅｔ?ＮＯ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ??由圖２．?１２，在入口處ＣＯ濃度為５０ｐｐｍ，滯留時(shí)間均為２ｓ，入口處通入的??ＮＯ濃度越高，生成的Ｎ〇２越多。但是由圖２．１３，從轉(zhuǎn)化率的角度分析，入口處??ＮＯ濃度的增高并不能一直促進(jìn)ＮＯ轉(zhuǎn)化率的提高，無(wú)論入口處ＣＯ濃度為５０ｐｐｍ、??２００ｐｐｍ或者４００ｐｐｍ，?ＮＯ的轉(zhuǎn)化率都會(huì)隨著入口?ＮＯ濃度的增加而降低，分析??隨著Ｎ０２濃度的升高，一定程度上抑制了?Ｎ０－Ｎ０２的生成，同時(shí)氣體的滯留時(shí)??間也影響轉(zhuǎn)化率的變化。由圖２．?１４可以看出，當(dāng)入口?ＮＯ濃度高的時(shí)候，反應(yīng)??達(dá)到最大轉(zhuǎn)化率需要的時(shí)間更久。圖２．?１４、圖２．?１５表明改變?nèi)肟?ＮＯ濃度，影??響轉(zhuǎn)化率的因素還包括滯留時(shí)間和反應(yīng)溫度。??２．２．５水蒸氣濃度對(duì)反應(yīng)的影響??１８??

（Ａ：?Ｎ２氣罐，Ｂ：?〇２氣罐，Ｃ：?ＣＯ氣罐，Ｄ：?ＮＯ氣罐，Ｅ：流量控制器，??Ｆ：蠕動(dòng)泵，Ｇ：伴熱帶，Ｈ：電阻爐，Ｉ：煙氣分析儀）??如圖３．１所示，實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)包括：??１）

重型燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)啟動(dòng)黃煙生成原因研宄??Ｉ?ＬＪｉ??圖３．?２流量控制器?圖３．?３伴熱帶??Ｆｉｇ．３．?２?Ｆｌｏｗ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ?Ｆｉｇ．３．?３?Ｈｅａｔｉｎｇ??Ｍ?＂＂＂Ｍ??ｍ?□??圖３．?４管式電阻爐?圖３．?５?蠕動(dòng)泵??Ｆｉｇ．３．?４?Ｔｕｂｅ?ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ?ｆｕｒｎａｃｅ?Ｆｉｇ．３．?５?Ｐｅｒｉｓｔａｌｔｉｃ?ｐｕｍｐ??根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，實(shí)驗(yàn)為了明確煙氣溫度、各組分濃度等因素對(duì)反應(yīng)的影響，??通過(guò)改變某一組分的濃度或者溫度條件，測(cè)得反應(yīng)后氣體各組分的濃度，通過(guò)對(duì)??比分析個(gè)因素對(duì)轉(zhuǎn)化反應(yīng)的影響規(guī)律。根據(jù)燃機(jī)基本工況運(yùn)行排煙成分，入口各??組分摩爾分?jǐn)?shù)為，ＣＯ：?５．０Ｅ－５，水蒸氣：０．０９，?Ｎ２：?０．７８９９２５，?ＮＯ：?２．５Ｅ－５，?０２：??０．１２。通過(guò)改變?nèi)肟诮M分的濃度，研究對(duì)轉(zhuǎn)化反應(yīng)的影響，其中ＮＯ氣體濃度變??化范圍為０￣２００ｐｐｍ，?ＣＯ氣體濃度的變化范圍為０？５００ｐｐｍ，０２體積分?jǐn)?shù)的變化??范圍為０￣１５％，溫度的變化范圍為４５０°Ｃ？８５０°Ｃ。??３．２實(shí)驗(yàn)結(jié)果??３．２．１溫度對(duì)反應(yīng)的影響??控制電阻爐溫度
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本文編號(hào)：2869042