防水冷壁高温腐蚀的煤粉燃烧技术及工业性试验研究

通过对大型电站四角切圆煤粉燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀原因的分析,从燃烧的角度提出了水平浓淡分离、单喷嘴分级燃烧,以及通过一次风射流生而改善炉内燃烧两相流场,从而解决高温腐蚀的煤粉燃烧技术。结合在大型煤粉炉上的工业性试验研究,证明了水平浓淡工粉燃烧器具有较强的防水冷壁高温腐蚀及高效、低负荷稳燃、防结渣和低ＮＯｘ排放的性能。     

鳍片分离式浓淡燃烧器的开发与应用

适当提高煤粉浓度,可改善燃烧稳定性。在试验研究的基础上,开发了一种通用,低阻、高效的鳍片式浓淡燃烧器,将煤粉浓度浓缩到着火距离的最佳值,提高了低负荷稳燃烧性能。     

基于射流方法的煤粉浓度均衡技术研究

工程实践表明电站锅炉中一次风送粉管道的煤粉浓度分配直接影响锅炉的经济及安全运行。提高一次风送粉管道内煤粉浓度分配的均匀性水平,可以实现在电站锅炉运行中进行实时调整、优化燃烧和提高锅炉燃烧效率。文中以某电厂锅炉一次风送粉管道作为研究对象,针对扩散型分配器存在的固有偏差大的问题,采用数值模拟的方法研究射流方法改善分配器性能的可行性。模拟结果表明射流能够有效降低一次风送粉管道内的煤粉浓度分配偏差。     

浓淡煤粉直流射流燃烧实验装置的优化设计

为了优化250 kW浓淡煤粉直流射流燃烧实验装置设计的关键参数,本文利用Fluent软件对浓淡煤粉射流的着火过程进行数值模拟研究,完善了中试规模的浓淡煤粉燃烧实验平台。结果表明,随着浓淡煤粉射流与高温烟气射流的相交角度的变化,中心轴向速度均是从射流起点开始急剧增加,达到峰值速度后开始逐渐衰减;相交角度为20°时,中心轴向速度的峰值最大,汇合流的能量损失最小;相交角度大于20°后,连续火焰延迟距离减小的幅度不明显。研究认为实际相交角度选为20°时,各股射流的湍流流动和传热行为与实际切圆锅炉相符,汇合流沿着炉膛中轴线向下传播,浓淡煤粉射流着火后形态未变化。     

浓淡煤粉燃烧的试验与理论研究

对浓淡煤粉燃烧技术在四角布置燃烧器锅炉上进行了比较深入的试验研究和理论研究。试验煤种为晋东南无烟煤和铜川贫煤。试验结果和理论分析表明浓淡煤粉燃烧存在最佳煤粉浓淡比。此外，浓淡比对于飞灰含碳量和ＮＯｘ排放量也有较大影响。     

水平浓淡煤粉燃烧器的研究

文中对四角布置的水平浓淡煤粉燃烧器进行了试验研究和理论分析,并与ＷＲ燃烧器进行了对比性研究。结果表明：水平浓淡燃烧器比ＷＲ燃烧器的着火提前、着火稳定性的调节范围更宽广。同时,深入分析了浓淡煤粉燃烧器稳定着火的机理,对最佳煤粉浓度进行了定量分析、计算结果与本试验数据的偏差为１７．４％。     

水平浓缩煤粉燃烧器关键技术的试验研究

综述了国内外煤粉浓淡燃烧技术的研究及其在直流煤粉燃烧器上的应用情况,提出了浓淡煤粉气流的浓度比及二者的混合特性是实现水平浓缩煤粉燃烧的关键技术,并在１台３５ｔ／ｈ煤粉锅炉上进行了比较全面的工业性试验。最后介绍了在１台４１０ｔ／ｈ锅炉上的应用情况。     

旋流煤粉燃烧技术的发展

文中回顾了国内外旋流煤粉燃烧技术的发展,根据二次风的供入方式,一次风粉混合物煤粉浓度的不同将此类技术分为三类：普通型、分级燃烧型、浓缩型、浓缩型又分为高浓度型及浓淡型,总结了各种类型燃烧器在火焰稳定性、燃烧效率、ＮＯｘ排放、结渣、高温腐蚀、调节性能等方面的特点,指出浓淡型旋流煤粉燃烧器是我国旋流煤粉燃烧技术的发展方向。     

不同一次风浓淡比下半焦与烟煤混燃热态实验研究

在350 kW热态中试炉上开展一次风浓淡比(煤粉质量流量比)对一次风着火特性影响的热态实验研究。通过测量燃烧器下游主燃区不同轴向位置、径向位置处的炉膛温度、O_2体积分数、CO体积分数以及NO_x质量浓度等参数,研究浓淡比对神华烟煤与神木半焦混合燃烧时(掺混比为50%)着火特性和NO_x质量浓度的影响。结果表明:除了浓淡比为1.0,混合燃料浓侧射流着火燃烧均优于淡侧,焦炭稳定燃烧位置向炉膛上游移动,O_2消耗及燃烧产物生成也主要集中在浓侧;随着浓淡比的增加,着火距离减小,高温区燃烧稳定性增强,NO_x质量浓度大幅降低,但浓淡比为3.8和5.0时,主燃区出口中心NO_x质量浓度差值仅为20.27 mg/m~3,差距较小,推荐半焦混合燃烧的合适浓淡比为3.8～5.0。     

浓淡燃烧技术的应用研究

对煤粉浓淡燃烧方式在锅炉稳燃、降低锅炉燃烧对ＮＯｘ的生成量等方面的作用进行了分析。运用模化理论进行冷态模化试验，提出了在四角直流燃烧器上实现浓淡燃烧的方法，并在国产６７０ｔ／ｈ锅炉上进行了煤粉浓淡燃烧器的工业试验。结果表明，浓淡型燃烧器具有很强的稳燃能力，浓淡燃烧技术是一种值得推广应用的清洁燃烧技术。     

煤粉浓度对火焰温度影响的试验研究

根据质量作用定律及燃烧基本理论,本文提出采用较高的煤粉锅炉入炉的煤粉浓度以使提高着火区火焰温度,从而使燃烧更加稳定,在单火嘴热态试验台上,用黄石电厂和汉川电厂的两个煤种,分别采用多个不同的煤粉浓度进行了燃烧试验。     

Mechanism analysis on the pulverized coal combustion flame stability and NOx emission in a swirl burner with deep air staging

Low NOx burner and air staged combustion are widely applied to control NOx emission in coal-fired power plants. The gas-solid two-phase flow, pulverized coal combustion and NOx emission characteristics of a single low NOx swirl burner in an existing coal-fired boiler was numerically simulated to analyze the mechanisms of flame stability and in-flame NOx reduction. And the detailed NOx formation and reduction model under fuel rich conditions was employed to optimize NOx emissions for the low NOx burner with air staged combustion of different burner stoichiometric ratios. The results show that the specially-designed swirl burner structures including the pulverized coal concentrator, flame stabilizing ring and baffle plate create an ignition region of high gas temperature, proper oxygen concentration and high pulverized coal concentration near the annular recirculation zone at the burner outlet for flame stability. At the same time, the annular recirculation zone is generated between the primary and secondary air jets to promote the rapid ignition and combustion of pulverized coal particles to consume oxygen, and then a reducing region is formed as fuel-rich environment to contribute to in-flame NO_X reduction. Moreover, the NOx concentration at the outlet of the combustion chamber is greatly reduced when the deep air staged combustion with the burner stoichiometric ratio of 0.75 is adopted, and the CO concentration at the outlet of the combustion chamber can be maintained simultaneously at a low level through the over-fired air injection of high velocity to enhance the mixing of the fresh air with the flue gas, which can provide the optimal solution for lower NOx emission in the existing coal-fired boilers.     

入口旋流数对煤粉低尘燃烧器流场的影响

以液排渣旋风燃烧过程为基础的煤粉低尘燃烧器可在燃烧过程实现捕渣,为工业加热提供低含尘浓度的高温火焰,是工业加热过程实现以煤代油的先进燃烧技术。根据旋流燃烧流动特点,采用能考虑非均向湍流应力的雷诺应力模型,对旋流煤粉低尘燃烧器内气流流动过程场进行数值模拟计算,计算结果与流场实验测试相吻合。研究表明,气流进入燃烧器时的旋转强度（旋流数）对燃烧器内的流动特性有很大影响,在冷态模型条件下,当旋流数在7以上时,环室回流在轴向贯穿燃烧器整个流场,有利于增加煤粉颗粒在燃烧室内的循环次数,提高灰渣捕获率;低于7时,环室回流出现阻断,不再连续,易造成煤粉颗粒直接逸出,对燃烧及灰渣捕获不利。随旋流数增加,燃烧器出口处中心回流率增大,对炉膛高温烟气的抽吸作用增强。     

百叶窗煤粉浓缩器阻力特性研究

水平浓缩煤粉燃烧器（HBC）可以同时实现煤粉的高效燃烧,防止结渣,稳定燃烧和低NOx排放,一种基于惯性力浓度的新型煤粉浓缩器－百叶窗式煤粉浓给器是实现水平浓缩煤粉燃烧的关键,成功的采用这种百叶窗式浓缩器要研究四个问题,阻力特性,气流和压力分配特性,浓缩特性和耐磨特性,本文着重研究结构参数对浓缩器阻力损失的影响,实验结果表明,随着百叶窗浓缩栅个数和间距的增加及浓缩栅倾角的增加,百叶窗浓缩器的阻力损失减小。     

某电厂220t/h锅炉煤粉燃烧器改造设计方案

为提高某电厂220t/h煤粉锅炉燃烧器低负荷稳燃能力，拟采用浓淡燃烧技术对该炉燃烧器进行改造；下层燃烧器采用水平浓淡燃烧器，上层燃烧器采用上下浓淡燃烧器；为保证低负荷时的主蒸汽温度，上层燃烧器为摆动式燃烧器。     

新型直流燃烧器燃烧性能的数值模拟分析

为了解决超低负荷下煤粉燃烧器的稳燃和NOx排放等问题,研发了一种新型直流煤粉燃烧器,通过数值模拟分析发现该燃烧器具有高浓缩比的特点,出口NOx排放浓度在180mg/m3(O2 =6％)以内,同时喷口处能够形成稳定的回流区,保证了煤粉着火的稳定性,可见该新型燃烧器具有良好的低NOx排放及稳燃特性.     

200MW机组锅炉高温空气煤粉直燃技术工程应用试验研究

高温空气煤粉直燃技术是采用中频感应将少量空气瞬间加热到1000℃左右,将高温空气引入到煤粉直燃燃烧器中心点燃少量煤粉,再分级逐渐点燃全部煤粉,实现无油点火。试验结果证明,煤粉直燃燃烧器在冷炉状态下可直接点燃煤粉,使锅炉从冷炉状态下启动,达到机组带70%负荷,全过程无油助燃。     

侧向高浓度无烟煤煤粉燃烧技术的探讨

通过理论分析和实践经验提出了一种新型大容量锅炉无烟煤型煤粉燃烧器－侧向高浓度无烟煤煤粉燃烧器。这种燃烧器燃烧稳定性,有较高的燃烧效率,可防止结渣和降低ＮＯｘ排放量。     

通过煤粉浓缩预热低NOx燃烧器实现高温空气燃烧技术的研究

以煤粉浓缩预热低NOx燃烧器(PRP)为例,说明了通过组织高温烟气回流快速预热低风煤比的一次风煤粉气流,可以在燃煤锅炉上实现具有高稳燃和低NOx排放性能的高温空气燃烧.工业试验和应用表明:PRP燃烧器特殊的预热室结构可以有效控制一次风粉的预热,快速加热煤粉颗粒并使之在达到燃烧器喷口时接近着火温度,因而具有优异的煤种适应性、低负荷稳燃能力和低NOx排放特性,是在燃煤锅炉上实现高温空气燃烧的一种良好的燃烧器.