煤粉燃烧中NO_x的预测:模型开发及Fluent实现

李振山¹，张志¹，陈登高¹，蔡宁生¹，冉燊铭²，王锦生²，张定海²，韦耿²，林山虎²，周武²，孔红兵²

1. 清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室2. 东方电气集团东方锅炉股份有限公司清洁燃烧与烟气净化四川省重点实验室

摘 要：开发了新的煤粉燃烧NO_x预测模型,模型考虑了热力型,快速型和燃料型NO_x的生成以及已生成NO_x的异相,均相还原。通过不同煤种的大量热解实验建立了燃料N在挥发分,焦炭中分配比例的经验公式。为解决欠氧还原区NO_x均相还原的定量描述问题,提出以CO,H₂浓度来间接表征气相碳氢化合物含量的方法。利用Fluent提供的用户自定义函数（UDF）接口,加入焦炭与CO₂,H₂O的气化反应,准确计算CO,H₂在燃烧全过程的衍化规律。编写程序将NO_x模型以UDF的形式嵌入Fluent中,实现新的NO_x模型与先进湍流,辐射换热模型的耦合计算。与原有模型相比,新的NO_x预测模型可以自适应不同燃烧条件（常规燃烧,空气分级燃烧）下NO_x迥异的生成与还原特点,从而有助于评判不同结构设计,运行条件对NO_x排放的影响。

关键词：煤粉燃烧;NOx模型;气化反应;Fluent;