低氧燃烧与富氧燃烧的性能比较分析

阐述了低氧燃烧和富氧燃烧的基本概念，并且和传统的燃烧方式作了对比，概括了两种燃烧方式的优缺点。分析了两种燃烧方式的实现途径。应根据不同的实际情况选择不同的燃烧方式。     

甲烷/高温烟气稀释空气的Mild燃烧过程的数值研究

中低氧浓度稀释MILD燃烧与传统有焰燃烧方式相比,燃烧室内温度相对均匀,可以有效控制和降低NO_X等污染物排放。燃烧室内的烟气循环导致的混合气稀释程度、预热温度以及流场应变率对Mild燃烧过程有重要影响。通过对不同稀释和预热程度的一维层流对撞扩散火焰进行计算,研究了烟气回流稀释/预热形成的Mild燃烧情况。数值计算结果表明,Mild燃烧能很好的控制燃烧场的最高温度和反应放热速率,得到较为均匀的温度场,并因此降低产物中污染物的浓度。对不同预热温度、不同拉伸率下工况的计算证明了Mild燃烧能够扩展燃料的燃烧极限,Mild燃烧对流场等外部干扰的敏感度较小,燃烧稳定。     

不同燃烧方式下甲烷与空气火焰光谱特性研究

为研究不同燃烧方式下甲烷燃烧火焰光谱特性,利用高速光纤光谱仪分别对预混和扩散燃烧方式下甲烷与空气燃烧火焰光谱进行采集,对比分析了不同燃烧工况中火焰辐射光谱特点,结果表明:在可见光波长范围内,扩散燃烧方式下的光谱强度明显高于预混燃烧;随着空气流量增加, C_2~*辐射强度呈先增加后下降的趋势,其余三种自由基辐射强度均呈小幅增加趋势,且扩散燃烧火焰中C_2~*辐射强度峰值明显高于预混燃烧;随着甲烷流量增加,在两种燃烧方式下各自由基辐射强度均呈减少趋势;根据C_2~*、OH~*辐射强度大小与可见光波长范围内连续光谱强度可以判断火焰燃烧方式。     

柴油/甲醇组合燃烧发动机的燃烧特性与排放

对一台高速直喷式柴油机采用柴油／甲醇组合燃烧方式及其纯柴油燃烧方式的燃烧特性进行了研究。其结果表明，采用柴油／甲醇组合燃烧的发动机，燃烧始点晚于采用纯柴油时的燃烧起点，但是燃烧速度快，气缸峰值压力比燃烧纯柴油时高；与纯柴油的双峰放热规律不同，组合燃烧的放热率曲线呈单峰形；组合燃烧的最高燃烧温度比燃烧纯柴油时有所降低．进而从燃烧理论上解释了采用组合燃烧可以同时降低碳烟和NOx排放的原因。     

氢／空气混合物燃烧时燃烧器结构和燃烧方式对NOx生成和回火的影响

考察了氢气／空气混合物燃烧时不同燃烧器结构和燃烧方式对ＮＯｘ生成和回火的影响，指出，无混合室的空气外吸式燃烧器有较高的氢燃烧效率，并且氢燃烧时无回火，尾气中ＮＯｘ的浓度也较低。     

燃料热值对不同燃烧方式下燃气轮机燃烧特性的影响

针对燃气轮机运行过程中出现的燃烧不稳定和污染物排放高的问题,开展了燃料热值对不同燃烧方式下燃气轮机燃烧特性（燃烧稳定性和污染物排放影响规律）影响的研究。以某重型燃气轮机分管燃烧室为研究对象,在扩散燃烧和预混燃烧方式下,保持燃料流量、空气流量及大气温度等参数不变,仅改变燃料热值,采用数值仿真方法对燃烧室设计监测点处压力、燃烧室出口温度及污染物排放等数据进行分析。研究表明：在扩散燃烧方式下,热值较低时,燃烧室高频压力脉动较大,热值增加,燃烧室低频压力脉动先减小后增加;在预混燃烧方式下,热值增加,燃烧室高频压力脉动减小;在两种燃烧方式下,热值增加,燃烧室出口NO_x排放均增加,而热值变化对燃烧室出口CO的排放影响较小。     

蓄热式燃烧技术对炉宽方向炉温的影响

针对用于模拟深度还原系统中加热难选矿石和还原煤混合物的蓄热式还原炉的炉温均匀性问题,通过对燃烧方式的机理分析,分析讨论燃烧方式对炉温均匀性的影响。研究表明:不同燃烧方式均能保证炉宽方向的温度均匀性。     

煤粉流化床复合燃烧

一、前言 煤粉——流化床复合燃烧是在同一炉膛中采用了煤粉燃烧和流化床燃烧两种燃烧方式。流化床燃烧方式可以燃烧劣质燃料,便于减少有害气体对大气的污染,受到国内外的普遍重视,它的主要问题是燃烧效率低,影响了它的发展;而煤粉燃烧则刚好相反,它有较高的燃烧效率,但是,在煤种适应性和减少污染方面不如流化床燃烧。复合燃烧     

300MW对冲燃烧锅炉NOx排放特性及经济性试验研究

针对某电厂一台300 MW前后墙对冲燃烧锅炉,通过上层停运磨通入一次风,改变磨煤机组合、机组负荷、炉膛氧量以及一次风温、一次风量等参数,研究了不同燃烧方式对NOx排放及锅炉经济性的影响,提出了锅炉高效低污染运行的合理方式。     

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。     

不同煤种混煤燃烧时NO_x生成和燃尽特性的试验

在一维沉降炉上对无烟煤、贫煤、烟煤及其混煤的燃烧特性进行了研究,分析了不同因素对NOx排放量的影响,并讨论了不同过量空气系数、掺混比及一、二次风比例对燃尽率的影响,试验结果表明：当烟煤的掺混比例为25％,NOx的排放量较低,混煤燃烧时沿程分析结果表明,煤种特性的不同导致NOx排放时有不同的峰值。     

Comparison of staged combustion properties between bituminous coals and a low-rank coal; Fiber-shaped crystallized carbon formation,NOx emission and coal burnout properties at very high temperature

Previously, we developed a new-concept for a drop-tube furnace in order to investigate staged combustion properties for pulverized coals. Two high-temperature electric furnaces were connected in series. Coal was burnt under fuel-rich conditions in the first furnace, then, staged air was supplied at the connection between the two furnaces. In the present study, we investigated influence of burning temperature on NOx emission and combustion efficiency by using the furnace. The influence of the temperature differed between hv-bituminous coals and a sub-bituminous coal. For the hv-bituminous coals, combustion efficiency was improved when burning temperature in the fuel-rich region rose. When combustion efficiency was improved, NOx emission decreased. The NOx reduction reaction in the fuel-rich region was promoted by increasing the burning temperature in this region. On the other hand, NOx emission increased for the sub-bituminous coal when the temperature was higher than 1800 K. Usually, combustion efficiency was increased with burning temperature. However, combustion efficiency lowered for the sub-bituminous coal when burning temperature was higher than 1900 K. We observed the ash obtained by this temperature condition using Scanning Electron Microscope (SEM) and, Transmission Electron Microscope (TEM) and observed fiber shaped carbon. The difference in NOx properties was derived as a difference of hydrocarbon concentration. For low-rank coals (sub-bituminous or lignite), the hydrocarbon formation rate was smaller than that for hv-bituminous coals. When the hydrocarbon contribution to the NOx reduction reaction was large, NOx emission decreased with increasing burning temperature; however, hydrocarbon content in volatile matter was small for low-rank coals.     

分级燃烧最佳一次风空气系数的实研究

在一维煤粉燃烧炉上进行了不同煤种、不同细度的分级燃烧试验。实验发现,分级燃烧对高挥发份 煤种以及同一煤种的细煤粉的Nox排放浓度的降低效果更显著,而且在分级燃烧条件下,同一煤种细煤粉的 飞灰含量较粗煤粉低。另外,还得到了不同煤种在分级燃烧条件下的最佳一次风空气系数。图9表2参3     

300MW锅炉掺烧低灰熔点煤种的应用研究

为了研究低灰熔点、高挥发分蔚州煤的可用性,根据灰成分对其灰渣类型、粘度和强度特性进行了分析,得出其结渣性仅为"中等偏强",而非"强结渣".通过在300 MW锅炉上掺烧70%以上蔚州煤,连续满负荷运行184 h的掺烧试验,验证了蔚州煤的结渣特性和可用性.结果表明:煤种结渣性不仅取决于灰熔点,还与粘度特性与强度特性有关;确定新煤种结渣性要排除炉内空气动力场的影响;解决锅炉结渣问题需要根据不同的结渣特点对结渣原因进行分析.     

混煤煤质及燃烧特性研究

针对混煤的煤质特性和燃烧特性开展实验研究,以指导燃煤电站科学合理的燃用混煤。研究结果表明,混煤的元素分析、工业分析及发热量满足质量加权平均,但混煤的可磨性和灰熔融特性不满足加权平均,低灰熔点煤中掺烧高灰熔点煤能显著提高混煤灰熔点,改善锅炉燃烧过程中的结渣问题,混煤灰熔点变化受到单煤灰成分的影响。热重实验分析表明,混煤的剧烈燃烧阶段与单煤存在明显差异,混煤的燃烧特性介于参与掺混的单煤之间,但不满足线性叠加,其燃烧过程存在着不同程度的交互作用。混煤的着火特性接近于易燃煤,而燃尽特性与难燃煤相近。除此以外,随着氧浓度的降低,混煤的燃烧特性明显变差,易燃煤对氧浓度的变化更加敏感。     

空气深度分级对低挥发分煤燃烧过程影响的研究

通过数值模拟研究了在一维燃烧炉上燃用低挥发分煤的条件下,空气深度分级和煤粉细度变化对煤粉燃尽过程和NO_x排放的影响,得到了沿炉膛轴线方向上的温度、氧浓度和NO_x的分布,表明空气深度分级后燃烧后期的氧量增加,炉膛温度水平提高,而煤粉细度的提高使得上述效果更加明显,因而燃烧效率提高和NO_x排放降低,并通过实际燃烧试验验证了数值模拟结果.研究结果表明,对燃用低挥发分煤,采用空气深度分级技术和提高煤粉细度的措施,可以同时取得高效低NO_x排放的效果.     

混煤着火模型研究

在混煤中的组合煤各自保持各自着火特性的基础上,应用热力着火理论,建立混煤着火计算模型,只要已知各分煤的煤质特性和化学动力不参数,就可以计算混煤的着火温度。采用该模型对混煤在一维沉降炉上的着火实验进行模拟,通过与实验结果的对比,说明计算模型与实验结果的趋势符合较好。计算结果进一步证明,由两种着火特性差别较大煤种组成的混煤,其着火温度主要取决于易着火煤的着火特性。     

W型火焰锅炉燃用低挥发份无烟煤的试验研究

耒阳无烟煤属低挥发份无烟煤,而国内尚无W火焰锅炉长期燃用Vdaf<10%的无烟煤经验,因此有必要分析该煤种的着火性能、燃尽性能和结渣性能,并对W火焰锅炉燃用耒阳低挥发份无烟煤进行全面试验,提出了合理的优化运行方式。图4表15参3     

SG-475/13.9-M567型CFB锅炉运行特性分析

CFB锅炉的燃烧是个多种因素影响的复杂过程,通过在SG-475/13.9-M567型CFB锅炉上分别以3种煤种进行不同负荷变工况的锅炉热效率试验,总结得出负荷、煤质是影响循环流化床锅炉热效率的主要因素,同时过量空气系数、一次风率、床压、床温等运行参数对CFB锅炉热效率在一定范围内具有可调性,可据此指导的负荷分配以及CFB锅炉的燃煤调配、燃烧调整,以期获得良好的经济性,并为其他CFB锅炉运行提供借鉴。     

无烟煤与贫煤混煤燃烧和NO_x排放特性的实验研究

利用热天平和小型煤粉燃烧实验台对无烟煤、贫煤及其三种配比混煤的燃烧特性、不同配风下NOx的生成规律和燃尽特性进行了实验研究。通过对试验数据的整理和分析,认为无烟煤与贫煤在燃烧性能上略有差异,混煤的燃烧特性介于两者之间,合适的选取过量空气系数可实现不同掺烧比无烟煤与贫煤混煤高效低NO燃烧。并针对三种掺烧比的混煤提出了其高效低污染燃烧的过量空气系数范围,为燃用上述混煤的电厂经济清洁运行提供一些参考数据。