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300MW高炉煤气煤粉混燃锅炉燃烧特性研究与数值模拟的综述报告

随着人们对煤炭利用效率和环保要求的不断提高，越来越多的钢铁企业开始采用高炉煤气煤粉混燃锅炉代替传统的燃煤锅炉，实现对废气的资源化利用和减少大气污染。本文将从燃烧特性、实验研究和数值模拟等方面对300MW高炉煤气煤粉混燃锅炉进行综述。

一、燃烧特性

300MW高炉煤气煤粉混燃锅炉是将高炉煤气和煤粉在锅炉内混合燃烧，其燃烧特性与单一燃料有所不同。具体表现为以下几个方面：

1.燃烧温度：高炉煤气燃烧温度低于煤粉，混合后的燃烧温度相对较低，需要合理控制燃料比和进口温度，以保证燃烧效率和热效益。

2.排放特性：混燃过程中，高炉煤气中含有大量CO2、H2O、N2等成分，燃烧后排放的废气相对于燃煤锅炉来说，CO2和SO2的排放量减少了50%~70%，NOx的排放量略有增加。同时，在煤气进口和混合燃烧过程中需加入一定量的空气，使燃烧空气系数基本上在1以上，稳定供暖。

3.燃烧稳定性：高炉煤气和煤粉燃烧性质不同，需要合理调节燃料配比、进口温度、补给风量等参数来保证燃烧的稳定性。

二、实验研究

为探究混燃炉的燃烧特性和优化参数，研究者进行了一系列实验研究。

1.实验测试了上海钢铁集团宝钢一部300MW级高炉煤气煤粉混合燃烧锅炉，分析了炉内气体组分、燃料分布、炉膛温度、废气组分等参数变化规律。

2.研究进行了煤粉比例、煤粉粒度、煤气供给速度、煤气温度、煤气质量等参数对混燃锅炉燃烧和排放的影响，发现燃料比例为10:90~30:70时，热效率最优。

3.研究还考察了炉内混合不均和燃烧难点等问题，并提出了解决方案。

三、数值模拟

数值模拟是研究混燃锅炉优化的重要手段，目前主要采用计算流体力学和反应动力学模拟。

1.计算流体力学模拟模拟计算了锅炉内流场、温度分布、燃料分布等参数，并通过模型优化，提高了燃烧稳定性和热效益。

2.反应动力学模拟研究了高炉煤气和煤粉的混合燃烧动力学特性，分析了产物分布和形成机制。

综上所述，高炉煤气和煤粉混燃锅炉的燃烧特性独特，需要进行实验研究和数值模拟来优化参数和提高燃烧效率和热效益。随着环保要求的不断提高和钢铁企业节能降耗的需求，相信混燃锅炉的应用将越来越广泛。