探讨1025t／h“W”火焰锅炉燃烧特性

摘要介绍了英国MBEL设计生产的菏泽“W”火焰锅炉的燃烧系统设计特点及燃烧特性；结合调试实际对其燃烧器配风、燃料的燃尽、NOx及SO2的排放等特性加以论述分析；并针对锅炉的配风平行漉场后期混合差、下炉膛卫燃带结焦、NOx排放量偏高等问题进行了分析与探讨．提出了初步的改进设想。     

1000MW机组锅炉氮氧化物排放影响的试验研究

基于现场燃烧调整试验方法,对某厂1台1000MW超超临界切圆燃烧锅炉NOx的排放特性及其影响因素进行了系统的分析。针对锅炉燃烧系统的运行特点,主要进行了氧量、负荷、燃尽风量(包括AA风和OFA风)、主燃烧区燃烧器风量和配风方式、磨煤机运行组合方式、燃烧器摆角、煤质等因素的试验研究。研究结果表明:对于具有先进低NOx燃烧系统的锅炉,其锅炉负荷、锅炉燃用的煤质、运行时氧量的变化和燃烧器喷口摆角及磨煤耗机组的运行方式都是锅炉NOx排放的影响因素,其中运行时氧量的变化对NOx排放影响最重,随着氧量的增加,锅炉NOx排放浓度呈线性增加。而在保持大量燃尽风实现空气分级燃烧的条件下,主燃烧区燃烧器风量和配风方式对NOx排放浓度的影响是微弱的。     

复合分级燃烧对四角切圆锅炉NOx排放特性的影响

采用复合分级燃烧技术对某一燃用褐煤的四角切圆600 MW锅炉进行了低氮燃烧改造。这种复合分级燃烧技术主要是将水平浓淡燃烧技术,燃尽风技术,偏置二次风技术等有机结合起来。改造后,对一次风量,辅助风的配风方式,燃尽风率,燃尽风配风方式,锅炉过量空气系数等对锅炉NOx排放特性的影响进行了研究。在改造和燃烧优化后,锅炉实现了在高效燃烧的同时NOx浓度大幅降低。     

锅炉燃烧调整对NOx排放和锅炉效率影响的试验研究

在2台典型的1025 t/h锅炉上进行了燃烧调整降低NOx排放浓度的试验研究,通过改变过量空气系数、辅助风配风方式、运行负荷和制粉系统运行方式等,测定了锅炉尾部烟道NOx排放浓度,分析了锅炉运行工况、运行方式对NOx排放的影响.结果表明:降低过量空气系数,烟煤锅炉NOx减排效果比贫煤锅炉好得多;降低负荷,烟煤锅炉的NOx排放量降低值较大;缩腰式配风的NOx排放浓度比均匀配风方式约降低10%,制粉系统的运行方式影响炉内燃料的燃烧状态和温度分布,也影响NOx的生成和排放.在不降低锅炉效率的前提下,调整燃烧工况,可降低锅炉排放NOx浓度1O%～20%.     

立体分级低NOx燃烧系统数值模拟

立体分级低NOx燃烧系统,由低NOx燃烧器的燃料水平分级和高位燃尽风空气垂直分级技术有机耦合而成.本文利用CFD平台,对采用了立体分级低NOx燃烧系统的200 MW四角切圆锅炉燃烧和NOx排放特性进行了模拟,得到了炉膛内烟气温度场和燃烧产物的组分浓度分布,并对均等配风工况下的温度、氧量和NOx排放浓度与试验值进行对比,发现模拟值与试验值符合较好,验证了模型的合理性.同时,对比了主燃区二次风均等配风与倒塔配风两种配风方式对炉内燃烧和NOx排放特性的影响.结果表明,均等配风更利于降低NOx的排放,研究为立体分级低NOx燃烧系统改造效果的预报和应用提供重要参考依据.     

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.     

300MW四角切圆煤粉锅炉燃烧工况的数值模拟及优化研究

以一台300 MW四角切圆燃烧煤粉锅炉为对象,运用国际上最先进的TASCFLOW软件平台与大型燃煤锅炉炉膛的数值模拟计算软件COALFIRE,对该型锅炉的均等配风、正宝塔配风及倒宝塔配风等3种燃烧工况进行了数值模拟研究.得出了以上工况下炉内的温度分布、炉内氧量分布、NOx浓度分布以及颗粒的运动轨迹,并分析了以上3种不同配风方式对NOx生成的影响规律,为降低NOx的排放,减少环境污染,提供了一定的依据.     

锅炉不同配风方式下炉内高温腐蚀影响特性研究与运行防控

切圆燃烧锅炉不同配风方式对锅炉热效率和NOx排放浓度的研究文献很多,但其对炉内整个燃烧区域高温腐蚀的影响特性的报道较少.以某660 MW超临界机组锅炉为研究对象,通过现场测试,研究了不同配风方式对NOx 排放浓度和炉膛水冷壁高温腐蚀的影响特性,并给予了炉内水冷壁高温腐蚀运行防控方面的指导.额定负荷运行工况下,建议AA托...     

基于炉内温度分布的NOx排放特性的神经网络模型

电站锅炉燃烧产物NOx的生成受煤种、锅炉负荷、配风方式、过剩空气系数、炉膛温度以及其分布的均匀性等多种因素的制约非常复杂。借助优化燃烧调整试验数据,将燃烧过程三维温度场可视化检测信息如炉膛断面最高温度作为重要原始信息,建立反映锅炉NOx排放特性的神经网络模型,并对此模型进行了校验。结果表明,该模型能准确预报锅炉在不同工况下的NOx排放特性,结合全局寻优技术,可为大型电厂锅炉低NOx排放提供稳态优化运行方案。     

200 MW水煤浆锅炉的低NOx燃烧试验

对1台200 MW的水煤浆锅炉进行了低NOx排放燃烧试验,分别对均等配凤、分级配凤、再燃3种燃烧方式进行了深入的比较和研究.结果表明:均等配风时NOx排放量最大,而再燃和分级配风能够有效地降低NOx的排放;在一定试验条件下,分级配风取得了最高的脱硝效率;再燃和分级配风还大大降低了CO的排放.     

The effect of air staged combustion on NOx emissions in dried lignite combustion

Experiments were carried out in a multi-path air inlet one-dimensional furnace to assess NOx emission characteristics of the staged combustion of BRXL lignite and its dried coals. The impact of moisture content, multiple air staging, pulverized coal fineness and burnout air position on NOx emissions under deep, middle and shallow air-staged combustion conditions. Moreover, the impact of blending coals on NOx emissions was investigated in this paper. The unburned carbon concentration in fly ash was also tested. Experimental results based on the combustion of BRXL lignite and its dried coals show that NOx emissions can be reduced drastically by air-staged combustion. NOx emissions reduce with the increase of the air that is staged and the distance between the burner and burnout air position. Dried coal of BRXL lignite emits a smaller amount of NOx than that of BRXL lignite. However, the dried degree of BRXL lignite is closely related to R₉₀ fineness. Dried coal with optimal moisture content yields least NOx emissions. When deep or middle staged combustion was adopted, the application of multi-staged combustion is conducive to NOx reduction. However, when shallow staged combustion was adopted, NOx emissions are higher in multi-staged combustion than that in single-staged combustion with M_S = 0.54. Thus, the existence of a certain concentration of O₂ in reduction zone would significantly reduce NOx emissions. The blending coals that dried coals of BRXL lignite were blended with bituminous coals emit a larger amount of NOx than that of the dried coal alone. NOx emissions decrease with the increase of the proportion of dried coal in the blending coal. Moreover, the unburned carbon concentration in fly ash of dried coal in staged combustion is lower than that of BRXL lignite in staged combustion. On the whole, the dried coal of BRXL lignite is conducive to NOx reduction in staged combustion.     

非设计配风条件W火焰锅炉NO_x排放特性分析

配风方式是影响煤粉燃烧过程NOx排放的关键因素。对非设计配风条件下W火焰锅炉NOx排放特性进行深入研究具有重要意义。应用CFX-TASCFLOW软件对一台现役300MW机组W火焰锅炉进行了数值模拟,利用现场运行数据验证了基础工况数值模拟的准确性。进行了18种非设计配风工况炉内燃烧数值模拟,计算与分析结果表明:前后拱上一次风量比在大于5∶6与小于6∶5范围内变化时,前后拱一次风量偏差对NO生成有显著影响,一次风速增加使得NOx的排放浓度降低。     

燃尽风率对四角切圆锅炉燃烧及NOx生成特性的影响

对某电厂一台300 MW四角切圆锅炉低氮改造后的NOx生成特性进行了数值模拟计算,分析了燃尽风率对NOx生成特性的影响。分析结果表明:燃尽风率增大时,在主燃烧区喷入空气量减少,导致煤粉燃烧不完全、温度降低;燃尽区的富氧氛围使未燃尽的煤粉进一步完全燃烧;主燃烧区的还原性氛围使得该区域NOx会随着燃尽风率的增大而减少;燃尽区的高温以及较低的CO浓度降低了该区域的还原性氛围,使NOx排放量增加。综合考虑NOx排放和消旋效果,该炉型锅炉采用30%的燃尽风率是比较合理的。     

燃煤电站锅炉NOx排放影响因素的数值模拟分析

燃煤电站锅炉是氮氧化物(NOx)的主要污染源之一,通过CFD软件平台,使用数值计算的方法对实际电站锅炉不同的燃烧工况进行数值模拟,研究影响燃煤电站锅炉NOx排放的不同因素。计算结果表明:过量空气系数是影响NOx生成的重要因素之一,NOx排放浓度随着过量空气系数的增大而增加;改变二次风配风方式也能影响NOx的生成,在计算的3种工况中,均等型配风生成的NOx浓度最低,倒塔型次之,束腰型最大;改变二次风偏转角度能影响NOx的生成量,NOx排放浓度随着二次风偏转角度的增大而减小。     

链条炉区段烟气再循环对锅炉运行及NOx排放特性影响的工业试验研究

针对一台采用尽早配风方式的29MW链条炉进行分区段烟气再循环对锅炉运行及NOx排放特性影响的工业试验。在挥发分析出及燃烧区段煤层下的一次风室混入再循环烟气将有效强化该区段煤层燃烧,降低该区段煤层以上燃烧空间的氧浓度,控制及消减挥发分N向NOx的转化,同时降低了穿过该区段煤层一次风的氧浓度,抑制焦炭N向NOx转化,NO消减效果最高达到25%。在焦炭燃烧区段煤层下的一次风室混入再循环烟气,能够降低穿过床层气流的氧浓度,抑制焦炭氮向NO的转化过程,该区段烟气再循环低氮效果有限,最大降幅9%。再循环烟气可以替代部分一次风,以维持足够的风室风压,进而降低穿过煤层气流的O2浓度,从而强化链条炉区段燃烧特性的低氮特征,实现链条炉的NOx减排。随着工业锅炉NOx排放指标的不断提高,烟气再循环作为一项有效的前置低氮环节,能有效降低整个低氮系统的投资,进而取得较好的经济性。     

CFD study on influence of fuel temperature on NOx emission in a HiTAC furnace

The influence of the fuel temperature on NOx formation was investigated numerically. For this purpose CFD modeling of NOx emission in an experimental furnace equipped with high temperature air combustion (HiTAC) system was studied. The comparison between the predicted results and measured values have shown good agreement, which implies that the adopted combustion and NOx formation models are suitable for predicting the characteristics of the flow, combustion, heat transfer, and NOx emissions in the HiTAC chamber. Moreover the predicted results show that increase of the fuel temperature results in a higher fluid velocity, better fuel jet mixing with the combustion air, smaller flame and lower NOx emission.     

燃煤电站锅炉NOx排放的控制措施

基于我国燃煤电站锅炉NOx排放的实际情况,在对影响其NOx排放各因素进行分析的基础上,细化了低氧燃烧、空气分级燃烧、低NOx燃烧器和燃料分级燃烧技术在我国电站锅炉的应用,指出锅炉设计中应尽可能选用切向燃烧方式,将再燃技术应用于降低燃用低挥发分煤的固态排渣电站锅炉设计和改造中以进一步降低NOx排放并满足国家标准的要求,锅炉运行中尽量减小各喷口风粉量的偏差,合理组织沿炉膛水平方向和高度方向(倒梯形、缩腰形等)的分级燃烧实现降低NOx排放的最佳效果.     

空气分级切向燃烧锅炉炉膛配风优化模型

为实现空气分级低NOx燃烧锅炉主燃烧区过剩空气系数的在线监控,提高该类燃烧系统的运行水平,以二次风挡板作为一次元件,利用二次风箱到炉膛出口的压降模型对二次风喷嘴的空气流量进行测量;在此基础上,根据锅炉冷热态试验数据,综合考虑颗粒燃烬、NOx排放量以及风机输送电耗等因素,建立空气分级低NOx燃烧锅炉炉内风粉分布的优化模型,在给定燃料喷嘴运行方式和炉膛出口过剩空气系数的条件下,对二次风挡板开度进行优化。一台300 MW锅炉的应用表明,炉膛配风优化后,烟气NOx排放和颗粒燃尽度得到良好协调,且在保证NOx排放量为255 mg/m~3的情况下,优化后风箱-炉膛差压降低191 Pa,减少了风机电耗。     

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。     

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.