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.     

高燃料氮烟煤空气分级燃烧氮氧化物排放特性实验研究

针对两种燃料氮含量较高的烟煤空气分级燃烧情况下氮氧化物排放及燃尽情况进行了实验研究。研究表明,不分级燃烧情况下燃料氮含量越高的煤,氮氧化物排放越高;其空气分级燃烧情况下燃料氮向燃料型NOx的转化率越低。空气分级情况下,还原区停留时间为0.8-1.0 s及化学当量比为0.75的时候,大同烟煤及俄罗斯烟煤的氮氧化物排放均较低。同时,空气分级燃烧条件下俄罗斯烟煤的燃尽情况与大同烟煤类似,燃尽效果较好。     

粒径对贫煤空气分级NOx排放特性影响的试验研究

采用煤粉燃烧自维持一维试验炉进行了不同煤粉粒径贫煤的单级和多级空气分级燃烧试验,研究了煤粉粒径对煤粉空气分级燃烧NOx排放的影响,探索适用于贫煤空气分级燃烧的煤粉粒径参数和分级级数,以实现较低的NOx排放.结果 表明:粒径影响炉内煤粉颗粒燃烧过程和NOx生成特性,细煤粉颗粒的燃烧速率更快,在炉内易形成还原性气氛,有利于抑制NOx生成和促进已生成的NOx的均相异相还原反应;在深度空气分级燃烧条件下,粒径减小对于降低NOx排放的作用更加显著;采用多级空气分级燃烧能够进一步降低NOx排放量.建议在实际燃用贫煤的锅炉中,采用两级空气分级燃烧和平均粒径为22.78 μm的细煤粉相结合的燃烧技术方案,此时NOx质量浓度可减少27.9％.     

空气分级对降低煤粉工业锅炉氮氧化物排放的实验研究

为考察空气分级对工业煤粉锅炉氮氧化物排放及炉内燃烧过程的影响,对20 t/h高效煤粉双锅筒室燃工业锅炉进行研究。采用基础工况和空气分级燃烧的对比实验,考察空气分级效果,分析各因素对NOx的影响,并研究CO与NOx的排放规律。结果表明:分级燃烧在一级燃烧区生成还原气体,且增大了火焰尺寸使温度更加均匀,降低了氮氧化物的排放;低负荷时可减少氮氧化物比例15%~35%,高负荷时可减少氮氧化物比例20%左右。空气分级形成的还原性气氛会带来结渣问题,在降低NOx的同时应保证CO排放在合理区间。     

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.     

低挥发分煤低NO_X燃烧技术研究与开发

我国排放的氮氧化物中,燃煤电站产生的氮氧化物(NOX)占排放总量的比例逐年在增加,控制燃煤电站NOX排放至关重要。本文介绍目前国内燃煤电站主要采用的低NOX燃烧技术,重点通过低挥发分贫煤燃烧过程NOX释放特性的实验研究,提出新一代立体分级低氮燃烧技术,可以有效降低燃贫煤锅炉NOX排放。     

200MW锅炉空气分级低NO_x燃烧改造实验研究

针对北京地区某电厂200 MW燃烟煤机组进行低NOx燃烧系统改造,采用了燃尽风(OFA)与水平浓淡低NOx燃烧器相结合的立体分级燃烧低NOx燃烧系统.改造后氮氧化物(NOx)排放浓度有明显改善,采取均等配风方式时,下降幅度达45%～60%;采取合适的燃尽风喷口水平摆动角度,可有效缓解炉膛出口烟温偏差,偏差可控制在50℃范围内;在NOx排放量得到明显改善的同时,锅炉效率提高1%左右.改造后任一工况下的NOx排放浓度均低于400 mg/m3,同时为尾部烟气脱硝(SCR)装置提供更为经济的入口条件.     

富氧燃烧的主要环境影响因素概述

主要从粉尘、二氧化硫和氮氧化物的排放等方面讨论了富氧燃烧的应用对环境的影响.采用富氧燃烧技术有利于减少与控制粉尘和二氧化硫的排放,但会明显增加氮氧化物的排放.因此如何控制氮氧化物排放是富氧燃烧技术面临的一个必须解决的问题.     

新型工业煤粉锅炉运行及排放特性试验研究

为了改善工业煤粉锅炉的NO_x排放特性并保证其燃烧效率,对某新型空气分级燃烧器进行了现场试验.通过改变煤种、过量空气系数及三次风开度,分析了锅炉NO_x及CO排放质量浓度的变化规律,同时采用反平衡法对锅炉的热效率进行了测算.试验结果表明,工业煤粉锅炉能达到较高的热效率;煤中氮含量及挥发分含量与NO_x的生成具有一定的相关性,氮含量越高,NO_x排放质量浓度越高,挥发分含量越低,NO_x排放质量浓度越高;过量空气系数和三次风开度不仅影响锅炉燃烧效率,而且对NO_x排放的影响也较为显著.研究发现,试验锅炉的排烟氧含量(质量分数)应控制在2.5%~2.6%之间较为合理,三次风开度为39%时NO_x排放质量浓度最低.     

燃烧过程中焦炭的孔隙结构演变与颗粒物的形成

通过煤粉在沉降炉中的燃烧,研究了燃烧过程中煤焦的孔隙结构演变及其对颗粒物(PM)形成的影响,分析了煤焦颗粒的比表面和孔径分布.将不同气氛下燃烧生成的颗粒物通过Dekati低压撞击器(DLPI)分级,分级范围从0.03到10 μm.研究表明:初始煤粒径的减小会使焦炭孔隙率增大,使焦炭在燃烧中更容易破碎,从而形成更多的超微米颗粒物;温度的升高虽然也会增加焦炭的孔隙率,但是对超微米颗粒物排放浓度的影响随不同的燃烧气氛而不同;氧气浓度的增加则有利于超微米颗粒物的形成.     

低NOX燃烧技术及其在我国燃煤电站锅炉中的应用

针对我国以煤为主的电力状况，对我国电站锅炉目前采用的低氧燃烧、空气分级和燃料分级燃烧的各影响因素进行了分析和总结，根据采用某些低NOx燃烧技术后尚不能使燃用低挥发份无烟煤、贫煤和劣质烟煤的电站锅炉NOx排放达到国家标准要求的事实，指出了进一步进行降低燃用以上煤种NOx排放水平的空气分级和燃料分级燃烧技术研究的必要。图2参12     

分级燃烧对层燃炉NOx减排的效果研究

将分级燃烧低NOx技术应用于层燃炉,在实验炉中测试了其对NOx排放的控制效果.实验表明,空气分级在不对燃烧构成很大影响的前提下可以达到28%的NOx减排效果,而燃料分级则可降低NOx55%,可见分级燃烧对层燃炉中NOx控制也是有效的.     

The black smoke control in a chain‐grate stoker‐fired boiler at the time of ignition and restart of the combustion

The black smoke is always emitted from the chimney in the chain‐grate stoker‐fired boiler at the time of ignition at ambient temperature and restart of the combustion after temporary flameout in China. The purpose of the work is to reduce the black smoke emission. A laboratory fixed‐grate model has been used to simulate the combustion of coal in chain‐grate stoker‐fired boiler. The CO and O₂ concentration in the flue gas have been measured with a flue gas analyser, and the black smoke emitted from the chimney has been screened with Charge Couple Device (CCD) video camera. Power 2^# coal, sized at 5–25 mm, has been fired in the fixed‐grate model. The secondary air has been used to enhance the turbulence in the furnace after the numerical simulation. The results of experiments show that the emission of the black smoke at the time of ignition of the coal at ambient temperature is more serious than that of restart of the combustion after the temporary flameout for the case of the temperature; the secondary air is helpful for reducing the black smoke emission for enhancing the intensity of the turbulence in the furnace; selection of coal particle size is necessary, the smaller the size of the coal is, the more serious the black smoke emission is, and the effect of reducing the black smoke emission with the secondary air is more evident with smaller‐size coal. The industrial test has been employed to study the effect of the air demand. It indicates that rational stoichiometric air/fuel ratio is helpful for reducing the black smoke emission in the restart of the combustion after the temporary flameout. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

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.     

煤粉燃烧时NOx析出规律的试验研究

在一维沉降炉上系统地考察了煤粉燃烧时NOx的沿程排放特性及其影响因素.试验表明,NOx的生成与炉温、煤粉粒度、煤种、过量空气系数等因素密切相关;在其它条件相同的情况下,NOx的生成浓度随过量空气系数的增大而增大;随着温度的升高略有增大;挥发分含量、氮含量高的煤种NOx的生成也相对较多;煤粉燃烧存在一个临界粒径(dc).当d＞dc时,其NOx浓度随粒径的增大而减小;当d＜dc时,其NOx浓度随粒径的减小而减小.(通过对NOx生成规律的分析研究,对今后低NOx燃烧技术的改进具有一定的指导意义.)     

空气分级燃烧低NO_x排放数值模拟研究

由煤燃烧产生的NOx引起的污染受到世界各国的重视.因此研究降低污染物排放成为燃烧研究的重要课题.对某电站锅炉的实际情况,进行了空气分级燃烧降低NOx的数值模拟研究,并和改造后的运行结果进行了比较.结果表明,分级燃烧可有效降低NOx排放,为电站锅炉清洁燃烧提供了依据.     

燃尽风对炉内流动和燃烧过程影响的数值模拟

燃尽风作为降低锅炉NOx排放浓度的一个措施已在我国得到逐步推广应用。应用数值模拟方法，对1台600MW对冲燃烧煤粉锅炉，在满负荷下燃尽风对炉内流动、燃烧和传热过程的影响开展了研究工作。应用混合分数／概率密度函数法模拟湍流燃烧，用P-1辐射模型开展辐射传热模拟，利用拉格朗日／欧拉法处理气固两相间的动量、质量和能量交换，对挥发份的析出采用单步反应模型，采用动力／扩散反应速率模型模拟煤粉颗粒的表面燃烧。研究发现：一方面，燃尽风的应用改善了炉内气流的充满情况，延迟了煤粉燃烧过程氧气的供应，加强了炉内的还原性气氛，降低了炉内最高火焰温度，有利于降低NOx排放浓度；但另一方面。燃尽风的应用将导致煤粉燃烧效率下降。     

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     

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.     

旋流燃烧器的稳燃及其结构优化分析

简要叙述了国内常见几种旋流燃烧器的稳燃措施，从燃烧器流场和煤粉颗粒运动轨迹的角度分析了对低挥发份煤燃烧稳定性的影响。介绍了新近研究的花瓣稳燃器及其流场特点。指出该稳燃器在加速煤粉气流与高温回流烟气之间的混合时，避免煤粉气流过早向二次风扩散，引导煤粉颗粒进入回流区，有利于燃用低挥发份煤和低负荷稳燃及降低NOx排放等。另外，还介绍了ABT公司最近推出的“弓形”低NOx燃烧器；最后，提出了旋流燃烧器，并提出了旋流燃烧器结构优化的建议。