新型旋流煤粉燃烧器出口区域气固两相流场的PDPA实验研究

针对电站锅炉燃用煤种多变和负荷多变的问题,提出了一种新型的旋流燃烧技术,即利用在一次风管中加装浓缩煤粉构件实行煤粉浓淡分离的旋流浓淡煤粉燃烧器。使用三维相位多普勒颗粒分析仪对旋流浓淡煤粉燃烧器和双调风旋流煤粉燃烧器出口区域气固两相流场进行了实验研究,得出了两种不同燃烧器几何结构下的气固两相流场和颗粒浓度场,并进行了理论分析。     

浓淡型双调风旋流燃烧器的性能及应用

本文对浓淡型双调风旋流燃烧器的空气动力场和气固两相流特性进行了详细的理论分析。并在分析中分别改变二、三次风的旋流强度，以考察各射流的调节特性。从中发现：三次风旋流强度的变化是影响回流区变化的主要因素；因为采用分级送风，射流前期的混合主要是在二、三次风之间。燃烧器一次风管内装有煤粉收集器，煤粉在一次风管内被惯性分离，形成了沿圆周方向煤粉气流浓淡分股；由于一次风出口加装了稳燃环，煤粉有向中心汇集的趋势；稳燃环可实现高煤粉浓度、高温、高湍动度的着火与稳燃以及挥发份剧烈的高温裂解。同时对双调风旋流燃烧器的设计特点和降低NOx生成的机理做了一定的理论分析。     

旋流浓淡煤粉燃烧器出口区域气固两相流动特性的实验研究

采用三维相位多普勒颗粒分析仪（ＰＤＡ）对旋流浓淡燃烧器出口区域两相流动特性进行了实验研究,获得了该燃烧器在不同旋流叶片开度、旋流二次风和直流二次风配比下的气固两仃流场和浓度场的分布规律,并且对这些分布规律进行了分析。     

旋流浓淡煤粉燃烧器出口区域冷态两相流场实验研究

采用三维相位多普勒颗粒分析仪（ＰＤＰＡ）对旋流浓淡煤粉燃烧器出口区域冷态两相流动特性进行了实验研究,获得了该燃烧器在不同旋流叶片开度、不同煤粉浓缩构件遮盖度、不同旋流二次风和直流二次风配比下的气固两相流场和浓度场的分布规律,并进行了讨论分析。     

直流二次风率对径向浓淡旋流煤粉燃烧器空气动力特性的影响

本文阐述了径向浓淡旋流煤粉燃烧器的基本原理，通过在一台４１０ｔ／ｈ的锅炉上的冷态，热态实验，研究了直流二次风率对燃烧器空气动力特性的影响，得到了直流二次风率与射流的扩展角，中心回流区直径及长度，一，二次风混合的关系，以及对燃烧器高效，稳燃，低污染，防结渣及防高温腐蚀性能的影响。     

秦皇岛热电厂670吨_时锅炉旋流燃烧器改造探讨

对秦皇岛热电厂2号锅炉燃烧器的技术改造结果表明,在旋流燃烧器一次风出口加装齿形煤粉增浓器,可以实现浓淡分离燃烧,提高锅炉的低负荷稳燃烧性能和效率,这种方法简单易行,值得推广并应用于旋流燃烧器的技术改造。     

惯性浓淡旋流燃烧器的原理及其在50t_h锅炉上的应用

在径向浓淡旋流煤粉燃烧器的基础上,本文提出了一种新型燃烧器－惯性浓淡旋流煤粉燃烧器,即在燃烧器一次风通道中加入煤粉浓缩器,并将其置于燃烧器喷口较近的位置,一次风粉经过煤粉浓缩器后,形成了由燃烧器中心向外煤粉浓度由高向低的分布趋势,依靠煤粉颗粒的惯性,将这种分布趋势一直保持到燃烧器出口。针对一台燃用烟煤的５０ｔ／ｈ煤粉炉的特点,给出了该燃烧器的布置,介绍了改造前后的运行情况。     

秦皇岛热电厂2号锅炉旋流燃烧器的技术改造

对秦皇岛热电厂2号锅炉燃烧器的技术改造结果表明,在旋流燃烧器一次风出口加装齿形煤粉增浓器,可以实现浓淡分离燃烧,提高锅炉的低负荷稳燃性能和效率。这种方法简单易行,值得应用于旋流燃烧器的技术改造。     

旋流燃烧锅炉炉内温度场优化的数值研究

采用数值模拟方法对2台600 MW机组旋流燃烧锅炉炉内的空气动力场和温度场进行了分析研究.结果表明:采用旋流燃烧器可改善沿炉膛宽度方向的热偏差状况;运行中增加燃尽风量、减弱二次风旋流强度会导致炉膛出口烟温升高;通过合理组织燃烧器旋向,可使炉膛出口温度场分布更趋于均匀.     

BA-34型高压锅炉旋流燃烧器空气动力特性测试与研究

介绍160t／h微正压燃油锅炉炉内及旋流燃烧器出口空气动力场测试方法和测试结果,讨论加模拟火炬气前后空气动力场的变化。测试结果与分析认为,旋流燃烧器出口前具有显著的回流区和涡流区,对燃烧火焰的稳定和锅炉稳定运行有重要作用;但加模拟火炬气后,旋流燃烧器出口前的空气动力场发生了比较明显的改变,对燃烧火焰稳定有较明显的影响。     

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.     

高效低污染旋流煤粉燃烧器的冷态实验研究

采用三维相位多普勒颗粒分析仪（PDPA）,对一次风管内不同构件以及煤粉浓缩构件遮盖度对旋流燃烧器出口区域的流场和颗粒浓度场进行了实验研究,并对实验结果进行了详细的分析。     

不同进风结构煤粉燃烧器冷态流场实验研究

对采用切向和端面旋流进风结构的煤粉燃烧器进行了冷态流场特性实验研究,实验结果表明采用端面旋流进风结构的煤粉燃烧器流场轴向速度分布对称性、均匀性大大加强,而一、二次风合为一股端面旋流进入比单独从轴向进一次风对流场的合理分布更加有利。     

Influence of mass air flow ratio on gas-particle flow characteristics of a swirl burner in a 29 MW pulverized coal boiler

In a gas/particle two-phase test facility, a three-component particle-dynamics anemometer was used to measure the characteristics of gas/particle two-phase flows in a 29 megawatt (MW) pulverized coal industrial boiler equipped with a new type of swirling pulverized coal burner. The distributions of three-dimensional gas/particle velocity, particle volume flux, and particle size distribution were measured under different working conditions. The mean axial velocity and the particle volume flux in the central region of the burner outlet were found to be negative. This indicated that a central recirculation zone was formed in the center of the burner. In the central recirculation zone, the absolute value of the mean axial velocity and the particle volume flux increased when the external secondary air volume increased. The size of the central reflux zone remained stable when the air volume ratio changed. Along the direction of the jet, the peak value formed by the tertiary air gradually moved toward the center of the burner. This tertiary air was mixed with the peak value formed by the air in the adiabatic combustion chamber after the cross-section of x/d = 0.7. Large particles were concentrated near the wall area, and the particle size in the recirculation zone was small.     

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.     

单角试验炉煤粉射流着火可视化试验研究

本文通过一个图像采集与处理系统，将单角试验炉煤粉射流着火火焰锋面从背景中分离出来。将火焰锋面到燃烧器出口的最近距离定义为着火距离，对一种烟煤的试验研究结果表明，随着煤粉浓度的提高，其平均着火距离明显缩短。具有较高稳定性的钝体燃烧器的煤粉射流着火，倾向于在分离射流的外侧首先出现。     

超浓相火焰燃烧难燃煤探讨

研究表明，煤粉气流着火存在最佳煤粉浓度，在最佳浓度时火焰传播速度和温度可达到最大值，试验得知难燃煤粉气流从喷嘴出口的最佳风、粉重量比接近1.0时着火、燃烧稳定。将一次风粉混合物通过喷嘴前的分离器，分离成超浓和稀淡两股，分别送入炉膛四角内外并列下倾布置的对应喷嘴，形成炉膛中央的浓粉区，近墙四周为富氧淡粉的“风包粉”气流，构成下射“W”形新的切圆旋转燃烧，利于难燃煤及早着火、稳定燃烧、充分燃烬。文中简要介绍燃烧器设计和调控要点     

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。