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。     

浓淡偏差射流稳定煤粉火焰的燃烧试验研究

利用一种新型煤粉浓淡偏差射流燃烧器,在单火嘴燃烧试验台上对浓淡偏差射流燃烧性能进行的热态模拟试验及其结果。试验结果分析表明：采用局部浓缩的方法提高煤粉浓度,以改变一次风射流中的煤粉浓度分布实现浓淡偏差燃烧,可以有效地强化和稳定燃烧,并具有良好的低负荷稳燃性能。     

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％。     

煤粉浓淡空气分级燃烧过程的数值模拟

采用Fluent 6.3软件,对1台400 t/h四角切圆燃煤锅炉内的煤粉浓淡、空气分级及两者联用等3种燃烧过程进行了数值模拟,分析了煤粉浓淡比对炉内NOx和煤烟生成的影响.结果表明:与原始工况相比,仅采用煤粉浓淡燃烧时,NOx的生成量降低12.6%,但煤烟生成量会增加.当联合使用煤粉浓淡与空气分级燃烧时,随着煤粉浓淡比的增大,NO2生成量逐渐减少,当浓淡比值大于5时,NOx生成量的降低幅度趋于平缓;煤烟生成量随着煤粉浓淡比的增大先减少后增加,当煤粉浓淡比为3～5时,煤烟生成量最少.在两者联用条件下,NOx生成量的降幅可达27.6%,同时煤烟生成量也有所下降,这对锅炉的优化改造有一定的指导作用.     

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。     

低NOx排放燃烧技术及燃烧优化的试验研究

介绍了煤燃烧过程中NOx生成机理和电站锅炉采用低NOx燃烧技术.通过对某电厂670 t/h锅炉进行炉膛出口氧量、一次风速、二次风配风方式、燃烧器上、下组的给粉方式、一次风煤粉浓淡比等对NOx排放量、飞灰可燃物含量和锅炉再热蒸汽温度的影响规律的试验研究.得出水平浓淡风煤粉燃烧技术能降低NOx排放量,确定了给出锅炉优化运行方式.试验结果表明燃烧优化调整是提高锅炉运行的经济性和降低NOx排放量的有效方法.     

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。     

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。     

结构参数对煤粉浓缩器浓缩能力影响的试验研究

对两种煤粉浓缩器丘体和百叶窗的浓缩能力进行了试验研究,结果表明,缩短一次风管道内导流板的长度是可行的,为了在合适的浓淡风比下达到稳定燃烧所需的浓淡比,给出了对应于丘体和百叶窗的导流板高度和浓缩器与导流板距离的变化范围。     

水平与垂直浓淡煤粉燃烧方式气固混合理论及实验分析

针对切向燃烧锅炉燃用劣质煤时的稳燃及水冷壁高温腐蚀等问题,采用PDA测量系统,对水平浓淡及垂直浓淡两种煤粉燃烧方式下的气固两相混合规律,进行了实验研究与数值模拟分析。结果表明：与垂直浓淡煤粉燃烧方式相比,水平浓淡煤粉燃烧方式在稳燃、低NOx排放、防结渣、防高温腐蚀等方面具有更优良的性能。图12表1参5     

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。     

一种多级惯性煤粉浓缩器的结构优化

采用正交试验的原理和数值模拟方法对一种多级惯性煤粉浓缩器进行了试验和模拟,研究了煤粉浓缩器结构参数对煤粉浓淡比的影响,由正交设计获得了多级惯性煤粉浓缩器的最优组合结构．结果表明：与由经验设计得到的结构相比,优化结构煤粉浓缩器的浓淡分离效果有所提高,为采用试验方法对惯性煤粉浓缩器结构进行深入研究奠定了基础．     

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。     

调峰型低NO_x浓淡燃烧技术的研究与应用

根据作者提出的“充分发挥向火侧一次风着火优势,形成稳定着火源”的燃烧稳定性原理,研制了一种适用于四角燃烧煤粉锅炉的新型燃烧器──调峰型低NOx可调水平浓淡燃烧器。该燃烧器的煤粉浓缩机构及煤粉浓度调节机构简单、可靠。向火侧与背火侧浓度比在1～4的大范围内可调节,保证了锅炉在变负荷工况下实现最佳浓淡比燃烧。工业应用证明：该燃烧器在燃用陕西贫煤时,机组负荷≥50％时不需投油助燃而能稳定燃烧。     

浓淡煤粉椭圆锥稳燃技术的研究与应用

在充分研究煤粉燃烧机理的基础上,剖析了国内外燃烧器及其燃烧技术,研制了和开发了浓淡煤粉椭圆锥燃烧器,实现了低负荷燃,启动少油火功能。     

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。     

高浓度稳定煤粉火焰的理论研究与计算

本文以煤粉浓淡燃烧理论为基础，就粉煤浓度对着火温度、着火热、着火时间、着火距离、火焰传播速度等的影响进行了理论分析和计算，以此为基础得出煤粉浓度在一定范围内提高有利于火焰燃烧，尤其是目前国内大部分电厂实用煤粉浓度远小于各种煤种的最佳浓度。同时，通过本文的研究和计算，为可调粉浓度稳燃装置的设计提供了理论依据。     

煤粉浓淡旋流燃烧器喷口气固两相流动的数值模拟

在实验基础上，运用PNG－ASM和FCFSRT模型对煤粉旋流浓淡燃烧器的气固两相流进行数值模拟，并与实验结果进行对比，得出了合理的颗粒速度场和浓度场；比较和计算了浓缩和未浓缩的颗粒场特性，说明了浓淡分离燃烧器的浓淡燃烧的机理；最后对浓淡分离燃烧器煤粉混合特性作了数值模拟，指出了煤粉浓淡混合的区域。     

可换向百叶窗煤粉浓缩器的结构优化研究和应用

针对现有切圆燃烧角部风箱锅炉采用微量油直接点火水平浓淡煤粉燃烧技术时,锅炉两个角的油枪（双炉膛锅炉中是4个角的油枪）受空间的限制只能布置在淡煤粉气流侧而无法实现锅炉有效点火以及节约燃料油潜力没有充分发挥的问题,研发了可换向百叶窗煤粉浓缩器。该浓缩器结构简单,易于调节,可在锅炉运行过程中改变浓淡煤粉气流方向,实现锅炉正常点火启动并节约燃油。采用数值模拟方法对可换向百叶窗煤粉浓缩器结构进行了优化,并确定了结构优化方案。对某电厂300MWe锅炉下层煤粉燃烧器改造后的一次风喷口速度分布进行了测量,在点火启动工况和正常运行工况下,双向浓淡风量比满足设计要求,验证了可换向百叶窗煤粉浓缩器的可靠性。     

水平浓淡风煤粉燃烧技术在预防水冷壁高温腐蚀中的应用

分析了切向燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀的主要原因,认为合理配风、调整燃烧是防止高温腐蚀的根本措施,着重介绍了新型实用专利水平浓淡风煤粉燃烧器的基本原理,指出水平浓淡风煤粉燃烧器可有效防止高温腐蚀的发生。