山西无烟煤空气分级燃烧NOx排放特性试验研究

采用自建的20 kW煤粉燃烧自维持一维试验炉系统进行了山西无烟煤空气分级燃烧和NO_x排放特性试验。结果表明:该系统能够实现煤粉气流在炉内自维持稳定燃烧,可有效地模拟煤粉锅炉炉内的流动、燃烧以及NO_x生成的全过程;单级空气分级燃烧时,增加空气分级深度有利于提高NO_x还原效率,NO_x还原效率最高可达51.7%;随着空气分级深度的增加,最佳燃尽风喷口位置向上偏移;通过合理配置燃尽风喷口位置及燃尽风量比例,多级空气分级燃烧时的NO_x还原效率将高于单级空气分级燃烧,可达60%。     

空气分级对燃烧室燃烧及污染物排放的影响

燃烧气体燃料的工业用直流式燃烧装置为射流进气，采用空气轴向分级的燃烧组织方式，使用多孔板火焰稳定器稳定火焰．实验在一定的燃料流量和一定的空气总量下，改变两级空气的配比，采用testo360烟气分析仪分别测量燃烧室出口截面的温度、NOx和CO的排放量．通过对两级空气不同配比情况下燃烧室出口截面温度、CO和NOx排放量的分析，得到两级空气不同配比对燃烧和污染物排放影响的规律．此外，初步探讨了一级燃烧区长度对燃烧和污染物排放的影响．     

空气分级燃烧降低NOx排放技术的研究

利用Fluent数值模拟软件分析了空气分级对高温低氧空气燃烧污染物排放的影响.应用空气分级燃烧技术的燃烧器不仅使燃烧室内具有较高的温度水平,温度场均匀,燃烧效率高,而且NOx的生成量也较低,可以达到节约燃料和降低污染物的综合效果.计算结果分析表明:分级燃烧的二次空气配比对燃烧室内的NOx排放有较大影响.当一次空气占40%左右时,NOx排放最少.     

四角燃烧煤粉炉采用分级燃烧降低NOx排放的试验研究

介绍乌拉山电厂WGZ410/100-12型锅炉采用分级燃烧技术降低NOx排放的技术改造方案,并通过性能考核试验和燃烧调整试验结果,分析了燃尽风份额、二次风沿炉膛断面分布、锅炉负荷、三次风投停等因素对炉内NOx生成量的影响.     

燃煤特性对空气分级燃烧NO_x排放影响的研究

以空气分级低氮改造后的切圆燃烧锅炉为对象,研究、分析了燃煤挥发分Vdaf、灰分Aar、水分Mt和燃料氮Nar对NOx生成量的影响规律。研究表明,挥发分和水分与NOx负相关,灰分和燃料氮与NOx正相关,NOx随着挥发分和水分增加而减小,随着灰分和燃料氮的增加而增加。在燃烧初期各类有利于煤粉着火、降低温度水平及降低氧量水平的因素都有利于降低NOx排放。     

空气分级对锅炉NOx排放影响的数值模拟

借助流体力学计算软件FLUENT,选择合适的数学模型,对某电厂的HG-670/140-11锅炉进行降低氮氧化物排放的数值模拟研究。首先对锅炉的运行情况进行分析,提出空气分级(水平浓淡加燃尽风)的改造方案,着重研究了采用空气分级前后炉内空气动力场、温度场、组分场的变化情况,及对NOx排放的影响。结果表明:炉内切圆完整,炉内充满度好,炉内温度场和组分浓度场的变化规律都符合要求,合理布置燃尽风能有效的降低NOx的排放。计算结果为电站锅炉降低氮氧化物排放提供了参考。     

空气深度分级燃烧NOx排放特性的CHEMKIN模拟研究

利用两段PFR反应器构建模型在CHEMKIN中模拟,研究空气深度分级燃烧中各个影响因素,使用生成速率分析和敏感性分析,探求燃料N向NO_x的转化路径及原因.模拟结果表明,主燃区α对NO_x转化率影响较大,高温强还原氛围能明显降低NO_x排放;改变燃烧温度降低NO_x排放,应当考虑主燃区,而非燃尽区;当主燃区温度小于1 500℃,燃尽风比率为35%左右时,NO_x排放最低;富燃条件下O_2/CO_2燃烧增大了OH/H,促进NO_x生成;燃尽风位置向后移会降低NO_x转化率,改变燃尽风氧浓度NO_x转化率几乎不变.本文不仅扩大了前人对空气分级燃烧的研究范围,而且对于前人没有研究的影响因素给出了结果,并且进行了化学反应动力学分析,对实际锅炉运行过程中减少NO_x排放具有指导意义.     

神华煤粒径在分级燃烧中对NOx排放的影响

在多路进风一维炉上,研究不同粒径的神华煤在分级燃烧中氮氧化物的排放规律.结果表明:不分级燃烧时中等粒径煤粉氮氧化物的排放较高;分级燃烧时,分级的程度越大,氮氧化物排放越低;普通分级燃烧时粒径的影响很明显,但仍是中等粒径的氮氧化物的排放明显较高;深度分级燃烧时粒径的影响被削弱;在主燃烧区固定风量时,燃尽风的增加会导致氮氧化物的排放略微升高;并且分级燃烧会减少神华煤的飞灰含碳量.     

空气分级燃烧中灰含量对烟煤NOx排放特性的影响

在多路进风一维热态实验炉上,研究低灰分神华烟煤和高灰分的临汾烟煤的不同粒径在空气分级燃烧条件下NOx的排放特性.结果表明,神华烟煤和临汾烟煤在不分级燃烧时的NOx排放量都随过量空气系数增大而增加,但相对于神华烟煤,高灰分临汾烟煤燃烧的NOx排放最变化较小;空气分级燃烧技术对低灰分煤种有明显的NOx减排效果,而对高灰分煤种效果不明显.     

空气分级对旋风燃烧液态排渣及NOx排放的影响

为了进一步论证在旋风炉中采用空气分级低氮燃烧技术的可行性,建立了旋风燃烧液态排渣模型和NO_x排放半经验公式,并在一台中试旋风炉上开展了实验研究,定量分析了空气分级对准东煤旋风燃烧时液态排渣、NO_x排放和燃尽性的影响.实验数据表明,针对不同准东煤种,为兼顾稳定液态排渣和降低氮氧化物排放,可根据容积热负荷、捕渣率和灰临界温度确定合适的空气配比方式.燃用准东天池煤时,最佳的主燃区过量空气系数为0.9,与空气未分级相比,NO_x排放可降低20%,但未完全燃烧热损失会增加0.32%.本研究将为旋风炉的设计和运行提供重要参考.     

大同烟煤空气分级燃烧NO_x生成特性的试验研究

在20kW下行燃烧炉上进行大同烟煤的空气分级燃烧试验研究,研究了影响空气分级燃烧效果的因素和NO_x的生成与还原路径,分析了不同工况下的飞灰的残余氮含量。结果表明:在不分级燃烧条件下,NO_x的生成量随着过量空气系数的增加而增大,在控制总过量空气系数的条件下,通过提高分级深度或者推迟燃尽风的投入能够进一步降低NO_x生成,但这种降低程度存在上限。空气分级燃烧过程中存在明显的挥发分氮还原现象,同时焦炭氮的析出也受到抑制。     

O2/CO2气氛下煤燃烧NOx排放特性的实验研究

利用管式电阻炉在O₂/CO₂气氛和O₂/N₂气氛下对煤粉燃烧过程中NO_x排放特性进行实验,研究在不同停留时间、炉内燃料/氧化学当量比、温度、氧浓度等因素对燃煤过程中NO_x放特性的影响,并对这两种燃烧方式下NO_x的排放特性进行对比。结果表明:在O₂/CO₂气氛下NO_x的生成量要远远低于O₂/N₂气氛下NO_x的生成量。随着停留时间的延长,NO_x沿程释放特性是先增大后减少。随着燃料/氧化学当量比的增加,NO_x排放浓度也呈现出先增加后降低的趋势。随着炉内温度的增加,2种气氛下NO_x的排放浓度均增加。随着氧浓度的提高,NO_x排放浓度增大。     

空气分级燃烧下NO_x生成特性的研究

利用数值模拟方法对空气分级燃烧下NOx的生成特性进行了研究,分析了燃烧器附近局部区域和炉膛整体区域NOx的反应速率,得到了不同燃尽风率下NOx的生成特性.结果表明:NOx主要产生于燃烧初期,当燃料与O2混合不充分时会发生NOx的还原反应;从炉膛整体来看,燃料型NOx的生成速率明显大于热力型NOx,主燃区和燃尽区均生成燃料型NOx,而热力型NOx几乎只在温度很高的主燃区生成,且对O2体积分数的敏感性弱于燃料型NOx;主燃区和燃尽区NOx反应速率的主要控制因素分别为O2体积分数和焦炭燃烧速率;燃尽风率增大,主燃区NOx生成速率和生成区域减小,还原区域增大,NOx排放质量浓度明显减小.     

混煤燃烧中煤质对NOx析出影响研究

为尽可能充分利用劣质煤,进行炉膛混煤燃烧,并降低掺混燃烧过程中烟气污染物排放,进行了混煤燃烧中NOx的析出规律研究.基于300 MW燃煤电厂锅炉机组,通过对现场大量运行数据及相应煤质分析,研究混煤中的水分、挥发分及灰分对炉膛出口NOx排放影响.研究发现,混煤在燃烧时水分和挥发分与NOx排放量均呈现一定的负相关性,灰分与NOx排放量呈现一定的正相关性,氧量变化将加剧其对NOx排放的影响.     

无烟煤与贫煤的混煤NOx排放特性的实验研究

利用小型煤粉燃烧试验台对贫煤、无烟煤及其3种配比的混煤进行了实验研究,分析了上述煤种在不同配风下NOx的生成规律,并对其燃尽特性进行了研究,提出实现混煤高效低污染燃烧的过量空气系数范围.     

低氧稀释条件下煤粉颗粒燃烧特性实验研究

在平面扩散火焰煤粉燃烧实验系统上采用光纤光谱仪和CMOS相机分别测量了不同燃烧气氛(O_2/N_2、O_2/CO_2)、热协流温度(1 473～1 873 K)和氧气体积分数(5%～20%)下烟煤煤粉燃烧火焰的辐射光谱和火焰图像,获得了不同燃烧条件下煤粉颗粒温度沿程分布和燃烧特性。结果表明:在O_2/N_2或O_2/CO_2气氛下,随着热协流温度和氧气体积分数的降低,火焰颜色由亮黄色逐渐转变为暗红色,煤粉颗粒温度降低;随着热协流氧气体积分数的下降,煤粉颗粒温度波动系数减小了37%,颗粒温度分布更均匀;与O_2/N_2气氛相比,O_2/CO_2气氛下煤粉火焰光强减弱,煤粉着火距离增加,煤粉颗粒的平均温度降低了24～103 K,颗粒温度波动系数最大减小了24%。     

不同燃烧条件下煤粉锅炉NOx排放特性的试验研究

以1台670 t/h煤粉锅炉为对象进行了热态试验,研究了煤粉锅炉在不同燃烧条件下NOx 的排放特性.采用在线烟气分析仪对烟气成分进行分析,并通过化学分析获得了飞灰中的可燃物含量.改变二次风配风方式、炉膛出口氧量、周界风风门开度以及磨煤机组合方式等影响因素,对锅炉热效率、飞灰可燃物以及NOx排放浓度进行测量和分析,获得了可减少NOx排放并保持较高燃烧效率的合理燃烧方式:采用均等配风,炉膛出口氧量为2.25%左右,周界风风门开度为15%,采用ABC层的磨煤机组合方式.     

煤粉燃烧污染物排放特性的试验研究

由煤燃烧产生的NOx、SOx引起的污染受到世界各国的重视,降低污染物排放成为燃烧研究的重要课题.选择了某电厂常用的4种褐煤和3种烟煤,研究了单煤及其混煤的污染物排放特性.结果表明:氧浓度增加时,或煤粉较细时,NOx的排放增加;而水分能降低NOx的排放;SOx的排放规律不明显.     

不同粒度煤粉的表面结构与燃烧特性研究

制备了4种不同粒度的平三煤和大友煤煤粉,分别采用低温饱和氮气吸附的方法和热天平研究了煤粉的表面结构特性和煤粉的燃烧特性。实验结果表明:随着煤粉粒度的减小,煤粉的孔隙结构发生变化,比表面积和孔容积均增大,表面结构复杂,致使分形维数增大,有利于煤粉颗粒的燃烧,因此,平三煤的着火温度降低了14℃,表观活化能均降低了12.3kJ/mol,燃尽率提高了9.81%,大友煤的燃烧特性变化规律相似。此外,煤粉颗粒的分形维数还能在一定程度上表述煤粉的燃烧特性,因此,分形维数可为煤粉燃烧特性的评价提供一种新的途径。