变异煤粉浓度燃烧技术的研究及其在劣质烟煤锅炉上的应用

变异煤粉浓度燃烧技术是为提高我国电站锅炉调峰能力、降低排烟中ＮＯ_ｘ而研究的一种燃烧新技术。它针对煤燃烧的过程和特点，采用了向火侧一次风高煤粉浓度、高温、高湍动度和背火侧低煤粉浓度的水平浓淡燃烧。充分发挥了向火侧一次风的着火优势，使锅炉的着火稳定性和低负荷调峰性能得到了显著的改善。工业应用证明，在燃用Ａ￣ｙ＝４５％～４６．９５％和Ｖ￣ｆ＝１４．２６％的劣质煤时，着火及时，燃烧稳定，锅炉负荷在５４％～６０％以上不需投油而能稳定燃烧，烟气中ＮＯ_ｘ有明显下降，具有显著的经济和社会效益。     

浓淡双喷口燃烧器低负荷稳燃技术的研究

针对燃煤机组深度调峰低负荷情况下着火困难、燃烧不稳定的问题,提出了一种对最上层燃烧器进行浓淡双喷口结构优化改造以达到30%负荷以下稳燃目的的方法。以1台300MW锅炉为模型,将最上层单喷口燃烧器改为总热功率与原燃烧器相同并带有浓淡分离装置的2个小型燃烧器。通过理论计算,分析了改造后燃烧器在低负荷下的着火性能,同时通过数值模拟对其燃烧情况进行分析。结果表明:改造后双喷口燃烧器更有利于低负荷下煤粉气流的着火;同时改造后炉内流场、温度场均更加稳定,炉膛内平均温度也有所上升;通过O_2、CO_2摩尔浓度分析可知燃烧更为彻底、稳定,改造后的浓淡双喷口煤粉燃烧器能满足低负荷下的着火及稳燃需求。     

水平浓淡煤粉燃烧器的研究

文中对四角布置的水平浓淡煤粉燃烧器进行了试验研究和理论分析,并与ＷＲ燃烧器进行了对比性研究。结果表明：水平浓淡燃烧器比ＷＲ燃烧器的着火提前、着火稳定性的调节范围更宽广。同时,深入分析了浓淡煤粉燃烧器稳定着火的机理,对最佳煤粉浓度进行了定量分析、计算结果与本试验数据的偏差为１７．４％。     

不同一次风浓淡比下半焦与烟煤混燃热态实验研究

在350 kW热态中试炉上开展一次风浓淡比(煤粉质量流量比)对一次风着火特性影响的热态实验研究。通过测量燃烧器下游主燃区不同轴向位置、径向位置处的炉膛温度、O_2体积分数、CO体积分数以及NO_x质量浓度等参数,研究浓淡比对神华烟煤与神木半焦混合燃烧时(掺混比为50%)着火特性和NO_x质量浓度的影响。结果表明:除了浓淡比为1.0,混合燃料浓侧射流着火燃烧均优于淡侧,焦炭稳定燃烧位置向炉膛上游移动,O_2消耗及燃烧产物生成也主要集中在浓侧;随着浓淡比的增加,着火距离减小,高温区燃烧稳定性增强,NO_x质量浓度大幅降低,但浓淡比为3.8和5.0时,主燃区出口中心NO_x质量浓度差值仅为20.27 mg/m~3,差距较小,推荐半焦混合燃烧的合适浓淡比为3.8～5.0。     

某电厂220t/h锅炉煤粉燃烧器改造设计方案

为提高某电厂220t/h煤粉锅炉燃烧器低负荷稳燃能力，拟采用浓淡燃烧技术对该炉燃烧器进行改造；下层燃烧器采用水平浓淡燃烧器，上层燃烧器采用上下浓淡燃烧器；为保证低负荷时的主蒸汽温度，上层燃烧器为摆动式燃烧器。     

鳍片分离式浓淡燃烧器的开发与应用

适当提高煤粉浓度,可改善燃烧稳定性。在试验研究的基础上,开发了一种通用,低阻、高效的鳍片式浓淡燃烧器,将煤粉浓度浓缩到着火距离的最佳值,提高了低负荷稳燃烧性能。     

不同富氧配风方式下墙式切圆锅炉低负荷燃烧特性数值模拟

针对某660 MW超临界墙式切圆燃烧直流煤粉锅炉在30%负荷下无法长时间稳定燃烧的问题,选取多种富氧配风方式对其进行低负荷下富氧燃烧改造的数值模拟研究,对比分析该电厂30%负荷下空气工况及改造后3种富氧配风工况下炉内速度场、温度场和氧浓度场等各项模拟参数。结果表明:在30%负荷下,通过开启不同层一、二次风喷口及在中间层通入富氧二次风的配风方式,使得煤粉燃烧特性得到明显改善,煤粉在炉内停留时间增加,燃烧器浓、淡侧煤粉气流都能及时地着火燃烧,主燃烧器区温度维持在1 750 K以上,较初始工况提高了近200K,为锅炉低负荷稳定燃烧提供了有利条件,工况三是该墙式切圆锅炉低负荷下较为理想的运行工况。     

新型旋流煤粉燃烧器出口区域气固两相流场的PDPA实验研究

针对电站锅炉燃用煤种多变和负荷多变的问题,提出了一种新型的旋流燃烧技术,即利用在一次风管中加装浓缩煤粉构件实行煤粉浓淡分离的旋流浓淡煤粉燃烧器。使用三维相位多普勒颗粒分析仪对旋流浓淡煤粉燃烧器和双调风旋流煤粉燃烧器出口区域气固两相流场进行了实验研究,得出了两种不同燃烧器几何结构下的气固两相流场和颗粒浓度场,并进行了理论分析。     

220t/h煤粉电站锅炉燃烧系统改造

某电厂220 t/h锅炉原设计煤质为贫煤,现改烧高挥发分烟煤,造成着火距离过短、喷口烧坏等问题.另外,由于燃用烟煤时一次风速提高,造成了煤粉浓淡分离燃烧器挡板短期内全部磨损.在锅炉大修期间,对锅炉燃烧系统进行了改造,将下层一次风改成微油点火燃烧器,并对原煤粉浓淡燃烧器进行了减弱浓缩比的改造.运行情况表明,改造后的燃烧器结构合理,阻力小,着火稳定,稳燃能力强,着火距离合理,燃烧器喷口不存在烧坏风险,壁温较低,未发现结焦结渣现象.微油点火燃烧器节油率高达95％.冷炉可全程使用微油点火,完全代替大油枪.点火过程中,着火稳定,飞灰可燃物较低,燃烧器壁温保持在300℃以下,无结渣倾向.     

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。     

水平浓淡煤粉燃烧器内气固两相流的数值模拟

为了揭示煤粉气流在带有弯管、方圆接头、可调浓淡煤粉分离装置及喷口前直管段内的运动轨迹及分离机理,将新型可调水平浓淡煤粉椭圆锥燃烧器喷口前弯管、方圆接头、可调浓淡煤粉分离装置及直管段作为整体,采用RNGK ε模型和随机轨道模型,通过颗粒与流体耦合的PISC算法,对管内气固两相流进行了数值模拟。模拟结果表明弯管是一种经济而有效的煤粉分离装置,可调浓淡煤粉分离装置可调节燃烧器向火侧和背火侧的煤粉浓度,为其进一步完善和广泛应用提供了理论依据。图4参9     

可换向百叶窗煤粉浓缩器的结构优化研究和应用

针对现有切圆燃烧角部风箱锅炉采用微量油直接点火水平浓淡煤粉燃烧技术时,锅炉两个角的油枪（双炉膛锅炉中是4个角的油枪）受空间的限制只能布置在淡煤粉气流侧而无法实现锅炉有效点火以及节约燃料油潜力没有充分发挥的问题,研发了可换向百叶窗煤粉浓缩器。该浓缩器结构简单,易于调节,可在锅炉运行过程中改变浓淡煤粉气流方向,实现锅炉正常点火启动并节约燃油。采用数值模拟方法对可换向百叶窗煤粉浓缩器结构进行了优化,并确定了结构优化方案。对某电厂300MWe锅炉下层煤粉燃烧器改造后的一次风喷口速度分布进行了测量,在点火启动工况和正常运行工况下,双向浓淡风量比满足设计要求,验证了可换向百叶窗煤粉浓缩器的可靠性。     

浓淡偏差射流稳定煤粉火焰的燃烧试验研究

利用一种新型煤粉浓淡偏差射流燃烧器,在单火嘴燃烧试验台上对浓淡偏差射流燃烧性能进行的热态模拟试验及其结果。试验结果分析表明：采用局部浓缩的方法提高煤粉浓度,以改变一次风射流中的煤粉浓度分布实现浓淡偏差燃烧,可以有效地强化和稳定燃烧,并具有良好的低负荷稳燃性能。     

摆动式水平浓淡风煤粉燃烧器在670 t/h锅炉的应用研究

我厂2号锅炉(DG 670/13.7-8A)为四角切圆布置,一、二次风间隔布置,分上下两组,设计煤种为晋中贫煤.在实际运行中,煤质不稳定,锅炉着火和燃烧稳定性差.采用"摆动式水平浓淡风煤粉燃烧器"技术对燃烧器改造后,燃烧效率提高0.84%、在300 t/h时能稳定燃烧、炉膛无结渣,锅炉参数稳定.     

组合式一次风管对锅炉运行的影响分析

为了解决锅炉低负荷运行时一次风气流中煤粉浓度较低、燃烧不稳定的问题,提出了组合式一次风管的设计。运用Fluent数值模拟软件,采用煤粉燃烧综合模型和污染物排放模型,对某660 MW锅炉分别进行改造前后40%THA工况(THA表示额定工况)和30%THA工况的燃烧模拟和NO_x摩尔分数模拟。对比分析了采用组合式一次风管对锅炉空气动力场、着火稳燃情况和NOx摩尔分数的影响。结果表明:采用组合式一次风管时,只要燃烧器喷口改造合理,对空气动力场的影响较小;炉膛整体温度提高,特别是燃烧器区域,着火燃烧稳定性提高;大大降低锅炉低负荷运行时炉膛出口NO_x摩尔分数,提高了锅炉低负荷运行的安全性和经济性。     

煤粉浓度连续可调型浓淡燃烧器及其气固两相流动特性

针对电站锅炉燃用煤种多变和负荷多变的问题，提出了一种新型的浓淡偏差燃烧技术，即利用组合叶片的导向作用对煤粉气流进行分离浓缩的煤粉浓度连续可调型浓淡燃烧器。应用激光粒子动态分析仪对这种燃烧器进行的两相流动特性测量表明，在一定的组合叶片角度范围内，可以实现煤粉浓度的连续调节，且由于叶片的扰动作用，气相和颗粒相的湍动都能有所提高，不同粒径颗粒的分布也发生了变化。     

浓淡燃烧技术的应用研究

对煤粉浓淡燃烧方式在锅炉稳燃、降低锅炉燃烧对ＮＯｘ的生成量等方面的作用进行了分析。运用模化理论进行冷态模化试验，提出了在四角直流燃烧器上实现浓淡燃烧的方法，并在国产６７０ｔ／ｈ锅炉上进行了煤粉浓淡燃烧器的工业试验。结果表明，浓淡型燃烧器具有很强的稳燃能力，浓淡燃烧技术是一种值得推广应用的清洁燃烧技术。     

燃烧器布置及煤粉浓淡调节对(NOx)的影响

某台1000MW超超临界锅炉燃烧器的布置对（NOx）的影响,在燃烧调整过程中,通过改变燃烧配风,调整煤粉分配浓度,得出煤粉燃烧器出口煤粉浓度、燃烧器分级配风比例对（NOx）排放规律的影响,为燃煤锅炉采用浓淡分离和分级燃烧技术实现低（NOx）燃烧奠定了基础。     

四角燃烧煤粉锅炉稳燃技术的分析与应用

针对煤粉锅炉燃烧的稳定特性,从稳燃型煤粉燃烧器,煤粉浓度淡燃烧,二次风对一次风着火的影响以及炉内实际切圆等四个方面提出了稳定煤粉燃烧的措施,并介绍了这些措施在６７０ｔ／ｈ,４２０ｔ／ｈ和２２０ｔ／ｈ锅炉上应用的结果。     

集富型直流燃烧器可节省燃油

煤粉炉在低负荷时往往要投入燃油才能稳定燃烧,集富型直流燃烧器可维持一定程度的低负荷,从而节省燃油．扬州发电厂６７０ｔ／ｈ锅炉,燃用Ｖａｄ１３％ＧＱａｍｅｒ１９．８２ＭＪ／ｋｇ的混煤,改用集富型直流燃烧器后,负荷降至４７．５％时,仍可不投油且能燃烧稳定。因此该厂每年能节约低负荷用油５００ｔ。淮北发电厂６７０ｔ／ｈ炉和盐城发电厂７５ｔ／ｈ炉也改成集富型直流燃烧器,都收到了类似的效益。集富型燃烧器节能机理：煤粉火焰的着火和稳燃主要决定于着火前的预热阶段,即将带煤粉的气流加热,使水分蒸发和挥发物完全析出…