配风方式对旋流煤粉燃烧器NOx的排放及煤粉燃尽的影响

为了研究旋流燃烧器的ＮＯｘ生成特性，在冷态试验台以及１台采用径向浓淡旋流煤粉燃烧器的２２０ｔ／ｈ燃用烟煤的锅炉上进行了试验，得出了一次风率对射流的扩展角、回流区以及一、二次风混合的影响，研究了单只燃烧器在不同化学当量比下的ＮＯｘ生成特性，得出了上、下层燃烧器在不同配风情况下锅炉的ＮＯｘ排放及煤粉的燃尽特性。     

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。     

侧边射流横向混合扩散特性研究

本文利用气体示踪法研究燃烧器一、二次风混合扩散特性，对弱旋流（一次风）燃烧器和直流（侧边二次风）燃烧器组成的燃烧器组各股风混合情况进行了详细研究，得出各截面混合物浓度分布规律及混合强度分布规律，分析对燃烧着火的影响，对燃烧器设计参数的选择有指导意义。     

直流扰动式双调风煤粉燃烧器的试验研究与改造

通过对山西神头第二发电厂５００ＭＷ机组煤粉锅炉直流扰动式燃烧器的冷态空气动力场的模化试验，分析了燃烧器在组织煤粉燃烧过程中各主要因素的影响规律，并对二次风旋流叶片的调节机构进行了全面的改造。机组深度调峰试验结果表明，不投油全燃煤的负荷由改造前的３５０ＭＷ降为３００ＭＷ，取得了显著的经济效益。     

Babcock双调风旋流煤粉燃烧器二次风配风特性的模化试验研究

对山西神头第二发电厂５００ＭＷ机组锅炉的Ｂａｂｃｏｃｋ双调风旋流煤粉燃烧器进行了试验室内的冷态空气动力特性模化试验，研究了内外二次风的变化对燃烧器工作特性的影响，并对这种燃烧器合理组织煤粉气流的高效、低污染燃烧过程的设计原理及运行方式进行了分析。     

加导流板对燃烧器一、二次风混合位置影响的研究

燃烧器一、二次风混合位置是燃料丰火稳燃的关键。文中介绍了在燃烧器喷口采用加装导流板的方法，推迟二次风混入一次风气流中，并利用正交试验及方差分析研究导流板的结构及安装尺寸对混合位置的影响，得到对混合位置影响最大的因素。对工程设计有重要指导意义。图2表4     

660 MW超超临界二次再热燃煤锅炉运行特性试验研究

针对某660 MW超超临界二次再热旋流燃烧锅炉投产后锅炉燃烧均衡性较差,锅炉热效率和一、二次再热汽温偏低,NO_x排放质量浓度偏高等问题,通过改变O₂体积分数、煤粉细度、一次风量、外二次风挡板开度、异层燃烧器风量分配方式、燃尽风直流风水平摆角和燃尽风量等参数对其进行了性能优化试验研究。结果表明：通过提高O₂体积分数运行和磨煤机动态分离器转速,以及合理设置外二次风配风方式、燃尽风直流风水平摆角及燃尽风风门开度,有效降低了灰、渣碳质量分数和CO排放浓度,提高了一、二次再热蒸汽温度。在各影响因素中,同层煤粉燃烧器外二次风风门开度和燃尽风直流风水平摆角的配置,对锅炉燃烧均衡性的影响至关重要;运行O₂体积分数和燃尽风量大小对NO_x排放影响最大。通过综合优化调整,锅炉性能得到明显改善,各项主要性能参数均达到或优于设计值。     

水平浓淡风煤粉燃烧器在410t/h锅炉上的应用

本文介绍了采用水平浓淡风煤粉燃烧器在一台410t/h锅炉上解决高温腐蚀问题的应用，分析了该炉产生高温腐蚀的原因，提出了解决方案，并进行了炉内冷态空气动力场试验，在热态运行的条件下对炉壁处烟气含氧量进行了测量，得到了侧二次风开度对炉内空气动力场和壁面烟气成分的影响规律，可为燃用含硫量较高贫煤的锅炉进行防高温腐蚀的技术改造提供参考。     

基于灰色关联分析法的660MW对冲燃烧锅炉CO排放影响因素分析

大容量超(超)临界对冲燃煤锅炉的燃烧系统多采用炉内空气分级燃烧技术并配置低NOx旋流燃烧器,有效控制了NOx的排放,但部分锅炉存在CO排放浓度偏高的问题。采用灰色关联分析法,以某660MW超(超)临界对冲燃烧锅炉为研究对象,分析了各可控因素对锅炉CO排放的影响程度。结果表明,运行氧量、燃尽风直流风量和燃烧器内二次风量对CO排放浓度的影响较大,是其主要影响因素,相比之下,燃尽风总风量及同层燃烧器外二次风配风方式对CO排放浓度的影响并不显著。最后,从燃烧机理出发,分析了运行氧量、燃尽风直流风量和燃烧器内二次风量等主要因素对CO排放浓度的影响机理。该方法可作为锅炉相关性能建模时辅助变量的选取办法。     

基于灰色关联分析法的660MW对冲燃烧锅炉CO排放影响因素分析

大容量超(超)临界对冲燃煤锅炉的燃烧系统多采用炉内空气分级燃烧技术并配置低NOx旋流燃烧器,有效控制了NOx的排放,但部分锅炉存在CO排放浓度偏高的问题。采用灰色关联分析法,以某660MW超(超)临界对冲燃烧锅炉为研究对象,分析了各可控因素对锅炉CO排放的影响程度。结果表明,运行氧量、燃尽风直流风量和燃烧器内二次风量对CO排放浓度的影响较大,是其主要影响因素,相比之下,燃尽风总风量及同层燃烧器外二次风配风方式对CO排放浓度的影响并不显著。最后,从燃烧机理出发,分析了运行氧量、燃尽风直流风量和燃烧器内二次风量等主要因素对CO排放浓度的影响机理。该方法可作为锅炉相关性能建模时辅助变量的选取办法。     

水平浓淡风煤粉燃烧器炉内空气动力场的试验研究

在１２５ＭＷ锅炉模拟试验台上,比较了水平浓度淡风煤燃烧在不同侧二次风风速下的炉内空气动力场,结果表明,侧二次风与一次风动压头之比在１～２．４之间时,炉内空气动力场变化不大,旋转气流切圆直径适中,充满度良好,侧二次风风速较近于三次风风速时,炉内旋转气流切圆直径明显增大,气流旋转强烈,出现气流贴墙现象,热态运行的时易出现结渣和高温腐蚀,本文的研究这种燃烧器的应用提供了依据。     

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.     

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.     

锅炉风箱二次风流量分配对燃烧特性的影响

为了研究风箱二次风流量分配特性及其对锅炉燃烧特性的影响,在不同二次风风门开度工况下对一台600 MW超临界前后墙旋流对冲锅炉进行数值模拟。结果表明:在相同的二次风风门开度下,各燃烧器流量分配呈现出中间大、两边小的不均匀特性;随着二次分风风门开度减小,燃烧器流量分配不均匀特性逐渐增强,当二次风风门开度由100%减小到40%时,燃烧器之间的流量偏差系数由3.51%增加到6.17%;沿炉膛宽度方向,中心区域氧体积分数较高,两侧区域氧体积分数较低,靠近两侧墙燃烧器的煤粉未燃尽部分是锅炉煤粉未燃尽部分的主要来源;二次风流量分配不均匀性越大,飞灰含碳量、烟气中CO质量分数和炉膛出口NO_x质量分数越大;燃烧器流量分配不均,锅炉燃烧效率下降。     

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.     

Influence of primary air ratio on flow and combustion characteristics and NOx emissions of a new swirl coal burner

Cold airflow experiments on a small-scale burner model, as well as in situ experiments on a centrally fuel-rich swirl coal combustion burner were conducted. Measurements were taken from within a 300 MW_e wall-fired pulverized-coal utility boiler installed with eight of centrally fuel-rich swirl coal combustion burners in the bottom row of the furnace during experiments. Various primary air ratios, flow characteristics, gas temperature and gas species concentrations in the burner region were measured. The results of these analyses show that with decreasing primary air ratio, the swirl intensity of air, divergence angles and maximum length and diameter of the central recirculation zone all increased, and the turbulence intensity of the jet flow peaked but decayed quickly. In the burner nozzle region, gas temperature, temperature gradient and CO concentration increased with decreasing primary air ratio, while O₂ and NO_x concentration decreased. Different primary air ratios, the gas temperatures and gas species concentrations in the side-wall region varied slightly.     

富氧节油煤粉燃烧器的原理和实验研究

煤粉炉是我国火力发电的最主要炉型,节约其助燃用油有重要意义。与目前节油技术多基于增强煤粉的点火热源不同。基于提高助燃空气中的氧气浓度强化燃烧的思想,提出了富氧节油的思路,设计了富氧燃烧节油煤粉燃烧器。阐述该燃烧器的原理和结构特点,并对其节油效果进行了验证实验。实验结果表明:与燃烧器结构相结合,局部增强一次风粉气流氧气浓度可以显著增强着火稳燃性能,最后讨论了该新型燃烧器的特点及其应用前景。     

驻涡煤粉燃烧器的实验研究

本文实验研究了驻涡煤粉燃烧器的气流结构及燃烧机理。在ＢＤ（ＢａｒｃｈａｎＤｕｎｅ）型旋涡发生器的特殊作用下,燃烧器出口处形成了一个利于煤粉着火和燃烧的高温热核和高浓度煤粉区域,从而使煤粉着火迅速,燃烧稳定。实际应用证明,驻涡煤粉燃烧器在节省锅炉点火及助燃用油,提高锅炉的低负荷稳燃能力等方面,具有显著作用。     

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.