径向外浓内淡旋流燃烧器NO_x排放和燃尽率的试验研究

在一台1 MW的热态煤粉燃烧试验炉上进行热态模拟试验,用两台双调风旋流燃烧器对冲燃烧,并且在主燃烧器上方的不同位置还布置了燃尽风装置(OFA)。主燃烧器使用的是变截面的一次风管和碰撞环相结合,在一次风管内,风粉气流在惯性的作用下分离为外浓内淡的环状气流,从而实现了燃烧器喷口处沿直径方向的浓淡分布。通过对陕北神华优质烟煤、山西河津劣质烟煤和山西长治贫煤这三种特性相差较大的煤的燃烧对比实验,得到了燃尽风布置的相对位置变化,一次风率、内二次风率、外二次风率的变化,内二次风、外二次风旋流强度等因素的变化,对NOx的生成和对飞灰含碳量的影响作用,同时也得到了NOx的生成和燃尽率之间的相互关系,以及对燃烧的稳定性、经济性的影响因素,其结果对工程设计和实际应用有着重要的指导意义。     

配燃尽风的旋流燃烧器对NO_x排放和燃尽率影响的试验研究

热态模拟试验是在1台1 MW的热态煤粉燃烧试验炉上进行的,用2台双调风旋流燃烧器对冲燃烧,并且在主燃烧器上方的不同位置还布置了燃尽风装置(OFA)。主燃烧器使用的是变截面的一次风管和碰撞环相结合,在一次风管内,风粉气流在惯性的作用下分离为外浓内淡的环状气流,从而实现了燃烧器喷口处沿直径方向的浓淡分布。通过对陕北神华优质烟煤、山西河津劣质烟煤和山西长治贫煤这三种特性相差较大的煤的燃烧对比实验,得到了燃尽风布置的相对位置变化,对NO_x的生成和对飞灰含碳量的影响作用,同时也得到了NO_x的生成和燃尽率之间的相互关系,以及对燃烧的稳定性、经济性的影响因素,其结果对工程设计和实际应用有着重要的指导意义。     

烟煤型旋流燃烧器燃烧试验研究

为了验证烟煤型旋流燃烧器的燃烧特性,在哈尔滨锅炉厂有限责任公司全尺寸旋流燃烧器开发平台进行热态试验研究.试验结果表明:相比四次风旋流角度,三次风旋流角度对NOx排放影响更大,NOx排放随三次风旋流角度减小而增大.三次风旋流角度不变时,四次旋流角度减小,飞灰含碳量呈现先减小后增大的趋势;四次风旋流角度不变时,飞灰含碳量随...     

600MW对冲燃烧锅炉NO_x排放特性的数值模拟

采用数值模拟方法对某台600 MW超临界对冲燃烧锅炉不同燃尽风(OFA)风量比例和燃烧器运行组合方式时的NOx排放特性进行了研究.结果表明:在600 MW额定负荷时,随着OFA风量比例的增大,飞灰含碳量近似呈线性增加,但NO排放质量浓度明显下降;当OFA风量比例从25%增大至35%时,飞灰含碳量增加了1.22%,NO排放质量浓度下降了293mg/m3,当OFA风量比例接近30%时,飞灰含碳量和NO排放质量浓度综合指标最佳;停运上层燃烧器(运行组合方式为ACDEF)时,飞灰含碳量和NO排放质量浓度相较于停运中层燃烧器(运行组合方式为ABCDE)和下层燃烧器(运行组合方式为BCDEF)时有所下降;与停运下层燃烧器相比,停运上层燃烧器时飞灰含碳量降低了0.46%,NO排放质量浓度降低了40mg/m3.     

一维炉中石油焦与煤燃烧特性的对比试验研究

在一维炉热态试验台上,采用双调风旋流燃烧器,对比研究了一次风率f1、外二次风当量旋流强度Ωdl和过量空气系数α对石油焦、河津贫煤和神木烟煤燃烧特性的影响.结果表明:随着一次风率f1的增大,河津贫煤和石油焦的NOx排放浓度提高,前期燃烧恶化,而神木烟煤的燃烧状况得到改善,燃尽率提高,NOx排放浓度先降低后升高;石油焦和神木烟煤的着火和燃尽率分别在Ωdl=0.69和Ωdl=0.87时最佳,而两者的NOx排放浓度均在Ωdl=1.08时最低;过量空气系数α的增大使石油焦着火推迟,燃烧状况更差,NOx排放浓度更高,但使神木烟煤的NOx排放浓度更低.     

天然气助燃超细无烟煤粉燃烧器设计要点概述

提出在工业锅炉上燃用低挥发分超细煤粉时,燃烧器的选型以及燃烧器设计应注意的关键问题。重点介绍了旋流燃烧器的部分关键结构对无烟煤超细煤粉的着火、稳燃和燃尽的作用。认为加入天然气补入结构能够实现天然气助燃无烟煤超细煤粉的效果;一次风煤粉浓缩、中心扩口、二次风旋流强度、稳燃装置的布置等能够明显地影响无烟煤超细煤粉的稳燃;燃尽风的布置位置能够明显地影响飞灰含碳量和NOx排放。     

切向燃烧电站锅炉采用综合空气分级燃烧技术的数值研究

切向燃烧的电站锅炉将水平浓淡低NO_x燃烧器与顶部燃尽风同时使用,即综合空气分级燃烧技术,可有效地降低NO_x排放。对350 MW电站锅炉数值计算结果表明:常规直流煤粉燃烧器改造成低NO_x燃烧器,可降低NO排放浓度7%;对于同一种燃烧器采用OFA可降低NO排放浓度9%;同时使用低NO_x燃烧器和OFA,可降低NO排放浓度18%。水平浓淡低NO_x燃烧器与周界风偏置等设计,在提高燃烧稳定性、预防炉壁结焦腐蚀等方面有诸多优点。对造成的飞灰含碳量增加,本文给出了合理的指导建议。     

神木烟煤燃烧时NOx生成特性的试验研究

在一维热态试验炉上,采用双调风旋流燃烧器对神木烟煤进行了燃烧试验,研究了不同因素对 No2 生成规律的影响.结果表明:随着一次风率厂.的提高,NOx 排放浓度先降低后上升,而煤粉燃尽率提高;当外二次当量风旋流强度Ωdl=0.87时,煤粉的燃尽率最高,而当Ωdl=1.08时,NOx 排放浓度最低;降低外、内二次风风量比ε有利于煤粉的燃尽,当ε=3 时,NOx 排放浓度最低;当过量空气系数α=1.3时,煤粉的燃烧状况最好;抑制 N0x 排放的最佳煤粉粒径为20.77μm,煤粉的燃尽率随粒径的减小而提高.     

墙式布置锅炉不同燃尽风率下燃用低挥发分煤的燃烧及NOx生成特性

某电厂4号墙式布置机组燃用无烟煤和贫煤混煤,炉膛出口NOx排放质量浓度高达1 272 mg/m3 (6%O2),采取中心给粉旋流燃烧器(CFR)和两层燃尽风对其燃烧系统进行低NOx技术改造。采用数值仿真和改造后工业试验相结合的方法,研究了改造方案可行性。结果显示：不同燃尽风(OFA)风率条件下,低挥发分煤均能实现稳定燃烧;随OFA风率增加,主燃区化学当量比减小,O2质量分数降低,燃烧反应速度降低,高温区域范围呈缩小趋势,温度沿炉高分布更为均衡,主燃区相对低温贫氧氛围有效抑制了低挥发分煤燃烧条件下的NOx生成;27.50%的OFA风率条件时,炉内温度分布均衡,NOx排放质量浓度845.1 mg/m3,最终选定的OFA风率为27.50%。改造后工业试验显示,NOx排放质量浓度降为833.4 mg/m3,降幅达34.5%。数值仿真结果和改造后工业试验数据相吻合,证明机组低NOx技术改造方案可行。     

1 000 MW超超临界锅炉燃烧优化调整对NOx排放及锅炉热效率的影响

为了控制NO_x排放,在3 100 t/h锅炉上进行了燃烧优化调整试验。通过调整二次风配风方式、主燃烧器上方的OFA风门开度、锅炉运行氧量、燃烧器与燃尽风摆角开度、燃尽风率和磨煤机的投运方式等因素,研究不同工况下炉膛出口NO_x浓度及锅炉热效率变化规律。试验表明:不同的配风方式下,束腰配风工况的锅炉热效率最高,炉膛出口NO_x排放量最低。主燃烧器上方的OFA风门开度在0%~25%之间变化时,炉膛出口NO_x浓度随着OFA风门开度的变大呈下降趋势;OFA风门开度在25%~100%之间变化时,炉膛出口NO_x浓度随着OFA风门开度的变大呈上升趋势;而OFA风门开度在0%~100%之间变化时,膛出口CO的浓度随着OFA风门开度的变大呈下降趋势。锅炉运行氧量变化对燃烧器区域火焰的平均温度影响较小,随着运行氧量的增加,锅炉热效率先升高后降低,而燃料型NO_x的生成量是随着运行氧量的增加而急剧增加的。在实际运行中,燃烧器的摆角向下倾斜,燃尽风的摆角向上倾斜能够延长火焰中心,防止主燃烧区局部高温发生,可以有效的抑制热力型NO_x的产生。在燃尽风率分别为10%、15%、20%和25%时,炉膛出口CO浓度和飞灰中的含碳量随着燃尽风率的升高而增加,炉膛出口NO_x浓度和锅炉热效率则随着燃尽风份额的增加而降低。     

四角切圆锅炉同轴燃烧系统空气动力特性的研究

对300MW四角切圆煤粉锅炉采用低NOx同轴燃烧系统时炉内流场及燃烧器区域浓度场进行了冷态模化试验研究。分析了当二次风偏置角度、二次风与一次风动压比、燃尽风比率及燃尽风布置方式变化时，对炉内气流相对切圆直径、旋转动量流率矩、湍动度、一二次风混合、燃尽风穿透力等的影响，进而分析了对锅炉工作的影响。图7表4参6     

外二次风旋流数对燃烧室内湍流燃烧与NOx生成的影响

建立了采用分级进风方式的旋流燃烧室实验装置。在此实验装置上分别对天然气进行了湍流旋流燃烧的实验研究。在保持过量空气系数不变的条件下,测量了在不同外二次风旋流数下,燃烧室内烟气的时均温度场,O2,CO2,CO和NO浓度场的分布。由实验结果分析讨论了二次风旋流数对旋流燃烧室内湍流燃烧及NOx生成的影响。     

旋流燃烧室内分级进风对燃烧污染物生成的影响

建立了采用分级进风方式的旋流燃烧室试验装置.在此试验装置上分别对天然气和煤粉进行了湍流旋流燃烧的试验研究.在保持过量空气系数和旋流数不变的条件下,采用不同分级进风比率时测量了燃烧室内烟气的时均温度场、O2、CO和NO浓度场的分布,并分析讨论了分级进风率对旋流燃烧室内湍流燃烧及污染物生成的影响.结果表明:在天然气燃烧过程中,加大二次旋流风率可减少NO的生成;在煤粉燃烧过程中,加大二次旋流风率会增加NO的生成.     

二次风旋流强度可调范围的数值模拟研究

利用Ansys12．0软件对实际电站锅炉的炉内流场进行了数值模拟,分别研究了内、外二次风旋流强度对炉内流场的影响．结果表明：随着旋流强度的增加,中心回流区开始远离燃烧器出口轴线位置,回流区长度增加,回流区面积增大,当旋流强度大于某一数值时,将不能形成较好的中心回流区,易发生飞边现象;外二次风旋流强度对回流区的影响较大,但调节范围却较小,而内二次风旋流强度的可调范围较大;内二次风和外二次风旋流强度的可调范围分别为0．58～2．74和0．58～1．00．     

600 MW前后墙布置燃烧器锅炉的NOx排放特性及其影响因素的分析

以2台600 MW超临界机组前后墙布置燃烧器的锅炉为研究对象,采用现场燃烧调整试验方法,进行了氧量、燃烧结构参数(包括一次风速、中心风量、二、三次风风量和二次风旋流强度等)、磨煤机运行组合方式、燃尽风量、煤质变化等运行条件对锅炉NOx排放特性影响的试验研究;采用统计分析方法对各种影响因素进行了定量分析和比较.结果表明:锅炉的运行氧量、磨煤机组合投运方式变化、燃尽风量是影响锅炉NOx排放浓度的主要因素,煤质的变化也不可忽视,经比较,燃烧器结构参数变化的影响较小;通过对主要因素的控制,可以显著降低锅炉NOx排放浓度,同时实现高锅炉效率.     

燃尽风喷口位置对NOx排放的影响

针对一台采用旋流式燃烧器的煤粉炉NOx排放质量浓度较高的问题,采用空气分级燃烧方式以降低NOx排放量,基于CFD软件平台,在额定负荷下,分别对3种不同燃尽风喷口位置的改造方案进行了炉内燃烧及污染物生成的数值模拟,并通过综合比较炉内各参数的变化确定了最佳燃尽风喷口位置．结果表明：燃尽风喷口位置的上移降低了主燃区氧气的体积分数,同时使炉膛内的最高温度降低了23～29K．燃尽风喷口位置对NO,的还原效果、出口烟气温度以及煤粉焦炭转化率的影响较大．当燃尽风喷口位置升高时,NOx质量浓度降低,炉膛出口烟气温度升高,煤粉焦炭转化率下降．经综合比较炉膛出口烟气温度、NOx质量浓度以及煤粉焦炭转化率得出,距最上层燃烧器7．7m处为最佳燃尽风喷口位置．     

Experimental flow field characteristics of OFA for large-angle counter flow of fuel-rich jet combustion technology

In this paper, the flow field characteristics of over fired air (OFA) for novel low NO_x pulverized coal combustion technology are studied. The research was conducted with a 300 MWe tangential firing boiler that was adapted for this technology, and a three-dimensional particle-dynamics anemometer (PDA) was employed on the model to measure the characteristics of gas flow in the burnout area and gas/particle flows under the front panel superheater. The impact of a positive offset at 15°, counter offset at 15° and design case without an offset the OFA relative to the direction of the secondary air jet in the main combustion were considered. With different OFA offsets, the deflection characteristics, the velocity and root mean square (RMS) fluctuation velocity of OFA jet are obtained, as well as the gas/particle flows characteristics under the front panel superheater. The results show that, with a positive offset, an over-large tangential circle is formed, which produces slagging and temp-bias under the panel superheater. However, with a counter offset, the OFA is sent into the center of the chamber, and the particle is forced to the water wall. Compared with the other two conditions and combined with the counterflow of primary air, OFA without an offset for the jet contains a proper tangential circle, strong inflexibility and turbulence, which prevents slagging and burn out.     

同轴旋转分层流燃烧器一次风扩展角_的实验研究

运用CCD摄像机对同轴旋转分层流低NOx燃烧器出口空气动力特性进行了可视化研究,并对采集的图像和数据进行了一系列处理.对一次风扩展角α进行了定义,分析了一、二次风量比以及一、二次风叶片的位置对一次风扩展角α的影响,并对其变化规律进行了研究,为同轴旋转分层流燃烧器分层机理的研究打下了基础.     

Numerical Simulation of Flow,Combustion, and NO x Emission Characteristics in a 300 MW Down-Fired Boiler with Different OFA Ratios

A computational fluid dynamics model of a 300 MW down-fired furnace equipped with over-fire air (OFA) has been developed using Fluent 6.3. The validated CFD model is applied to investigate the effects of several operating conditions at full load with different OFA ratios. Simulation results indicate that as the OFA ratio rises from 0% to 40%, the NO _x emission falls and the combustible material content in the fly ash increases. On the whole, n, the optimal OFA ratio for the studied down-fired boiler is 20%. This study provides a basis to assess in depth future operations of down-fired boilers.