新型煤粉燃烧器的燃烧机理分析

分析了国内超临界和超超临界锅炉采用的几种新型煤粉燃烧器的燃烧机理。主要特点是采用多级配风技术灵活控制燃烧器出口的煤粉火焰燃烧过程;实现着火初期低氧燃烧和火焰内NOx还原技术;在旋流式燃烧器内采用煤粉浓缩技术和环形齿状稳燃器或直流过渡风,在喷口附近煤粉气流着火初期,加强热烟气回流和维持高温及低氧燃烧,促进挥发分析出过程中的NOx还原,并实现快速着火和低负荷稳定燃烧;在A-PM型直流式燃烧器上采用带扩压管的缩放型小喷口结构,增强稳燃能力和维持高温和低氧燃烧,促进NOx还原,并均衡火焰温度,降低水冷壁的热负荷;设置可调节燃尽风进一步提高炉内脱氮效果和提高燃烧效率等。     

300 MW电站煤粉锅炉大比例掺烧半焦的试验研究

为推动煤热解产物半焦在电站锅炉上的安全高效利用,在某300 MW机组煤粉锅炉上开展了大比例掺烧半焦的现场试验,对不同半焦掺烧比例下的锅炉性能及NO_x排放特性进行了比较分析。结果表明:半焦具有良好的着火性能,掺烧后能够改善原煤质的燃烧特性;采用“分磨制粉、分仓储存、炉内分层掺混”的掺烧方式可以实现半焦掺烧比例50%下锅炉的安全稳定运行;在300 MW负荷下,与掺烧前相比,半焦掺烧比例为50%时,锅炉效率从90.36%升高至92.79%,炉堂出口NO_x排放质量浓度从493.85 mg/m³降低至435.86 mg/m³。煤粉锅炉大比例掺烧半焦可提高锅炉效率,降低NO_x排放质量浓度,但是炉膛出口温度稍有增加,减温水量增大。     

新型燃烧器在低挥发份无烟煤锅炉上的应用

近年来,国内许多部门和单位研究开发了多种型式的新型煤粉燃烧器,并且在许多电站锅炉上推广应用,取得了成绩。我省燃烧福建无烟煤的锅炉上也曾应用或研制夹心风燃烧器、钝体燃烧器、中心火炬预燃室、大速差射流燃烧器和煤粉浓淡分流及分路燃烧装置等新型煤粉燃烧器。福建无烟煤的挥发份含量仅3～5%,且着火温度高,燃烧性能差,着火难、稳燃难和燃尽难,是最难烧的煤种之一。本文试将几种     

1 000 MW超超临界锅炉低NOx 燃烧技术改造及性能优化试验

为降低NO_x排放,某电厂对其1 000 MW超超临界锅炉进行了低NO_x燃烧技术改造。改造后锅炉NO_x排放质量浓度较改造前降低42%,但CO排放质量浓度、飞灰含碳质量分数较改造前均有上升。在分析改造前后锅炉燃烧工况变化的基础上进行了燃烧调整试验,通过改变省煤器出口O₂体积分数、二次风配风方式、OFA风量和SOFA风量,研究了不同工况下锅炉燃烧及NO_x排放特性。调整后锅炉在高负荷下CO排放质量浓度降至100 mg/m³以下,飞灰含碳质量分数降至1%以下。     

330 MW机组煤粉炉还原区喷入水煤浆热解气还原NOx数值模拟

以330 MW机组煤粉锅炉为研究对象,采用数值模拟方法研究了水煤浆热解气的脱硝作用,重点讨论了主燃区过量空气系数α₁和热解气比例β对炉内燃烧特性和NO_x排放的影响规律。结果表明：当β保持不变时,随着α₁减小,主燃区温度降低,燃尽区及炉膛出口温度升高;同时,α₁的减小增强了主燃区的还原性气氛,有利于提高热解气的脱硝速率,从而降低炉膛出口的NO_x质量浓度,但α₁的减小会影响煤粉的燃烧性能并使得炉膛出口CO增多;随着β的增加,炉膛火焰中心上移,热解气对NO_x的还原速率升高;当β从5%增至20%时,炉膛整体的NO_x质量浓度呈现先减小后增大的趋势,β=15%时NO_x质量浓度最低,热解气的NO_x还原效率为44.35%。     

燃用神华煤2 028 t/h亚临界锅炉超低NOx 燃烧优化试验研究

为摸清燃用神华煤锅炉深度空气分级超低NO_x燃烧规律,实现防结渣、高效燃烧和超低NO_x排放一体化目标,以多目标综合优化技术为基础进行定向调整试验。主要是通过制粉系统和辅助风系统配风方式优化后,机组热效率由94.00%提升至94.14%,SCR入口处NO_x排放由129.0 mg/m³降为108.3 mg/m³;空气预热器入口处CO体积分数由338×10^-6降为50×10^-6,同时飞灰可燃物质量分数和大渣可燃物质量分数均有大幅降低。完整吹灰次数也由每班1次减少为每天1次,炉内清洁程度明显加强。     

神府烟煤和云南劣质烟煤富氧分级燃烧特性试验研究

为探索富氧燃烧高效低氮燃烧的途径，在东方锅炉试验中心下行炉上开展神府烟煤、云南劣质烟煤的富氧分级燃烧特性试验研究，探索2种煤在富氧分级燃烧条件下的燃尽特性及氮氧化物排放特性。试验结果表明：在富氧燃烧条件下，采用燃尽风分级燃烧，合理控制氧气分级送入，神府烟煤燃烧效率可达99%以上，烟气中NO_x排放可控制在19.10 mg/MJ以内；云南劣质烟煤因着火延迟，燃尽需要足够长的停留时间，其燃烧效率略低，通过合理氧分级，燃烧效率最高可达90%以上，烟气中NO_x排放可控制在16.83 mg/MJ内；富氧燃烧炉膛温度对NO_x累积生成释放曲线的影响与空气燃烧一致，炉膛温度越高，煤粉颗粒升温速率越快；采用富氧分级燃烧，合理控制氧分级送入时机和位置，可寻找到较高的燃烧效率和较低的NO_x排放，实现富氧燃烧高效低氮排放。     

新型旋流燃烧器--花瓣燃烧器的研究与应用

针对旋流燃烧器燃烧低挥发分煤时存在的问题，提出了一种既能起到良好稳燃作用又能降低NOx排放的新型旋流燃烧器——花瓣燃烧器。该燃烧器充分考虑了煤粉气流与高温烟气的迅速强烈混合问题，能在其背流面形成径向和轴向多种回流区，增大进入回流区的煤粉量，有利于低挥发分煤（贫煤和无烟煤）和低负荷运行时煤粉的着火与稳燃，并降低NOx的排放。介绍花瓣燃烧器工作原理，分析其流场特性，论述其优越性。经在某电厂燃用贫煤的210MW机组锅炉中应用，取得了稳燃不结渣的效果。     

几种燃烧器的功能及其局限性研究

我国开发的新型燃烧器种类繁多,这些新型燃烧器大多用于燃煤锅炉的燃烧器改造.从燃烧器的稳燃原理、燃烧产物的停留时间、火焰温度水平、NOx排放等方面分析了几种燃烧器的功能及其局限性.对于燃烧稳定性差的锅炉,通过燃烧器改造来提高锅炉稳燃性能是完全可行的;对于降低飞灰可燃物和NOx排放而言,通过设备改造(锅炉与燃烧器)往往难以获得有效结果,对此,可行的途径是从燃煤入手,或者大幅度地降低煤粉细度,或者采用紧凑型燃尽风(CFOA)和远离型燃尽风(SOFA)等全炉膛分级燃烧技术.     

可调浓度燃烧器波形稳燃体出口流场特性的试验研究

提出在燃烧器出口加装稳燃体和中心风的设想,依靠中心风的大小控制高温烟气热回流量来实现煤粉气流的着火与稳燃。研究结果表明,稳燃体和中心风均明显改善了喷口外各段的中心回流区,并使得喷口外速度分布变化平缓,但过量的中心风可破坏回流区。优化采用稳燃体及中心风率（小于4％）将使可调浓淡燃烧器真正实现高效燃烧、低负荷稳燃和低NOx排放。     

复杂曲面花瓣燃烧器煤粉燃烧数值分析

应用贴体坐标结构化网格对复杂曲面的花瓣燃烧器进行三维(360°)煤粉燃烧的数值模拟。给出花瓣燃烧器的流场、颗粒场、温度场和浓度场,分析花瓣燃烧器的稳燃及低NOx燃烧原理和特性。计算结果表明,在花瓣稳燃器的作用下,煤粉气流进入炉内能立即在瓣后着火燃烧,并在径向回流区中形成稳定的"值班火焰",为整个风粉气流的着火燃烧提供稳定的热量来源。花瓣燃烧器的火焰在炉内呈花瓣状,造成局部缺氧区,有利于降低NOx的排放和低挥发分煤在广泛负荷范围内的稳定着火和完全燃烧。     

直流煤粉燃烧器的煤粉火焰稳定问题

在紧靠燃烧器出口，组织好稳定的高温、高煤粉浓度和适当高氧浓度的“三高稳燃区”是实现煤粉火焰稳定和降低ＮＯＸ排放的关键。据此剖析了国内新开发的一些燃烧器的稳燃性能，也剖析了国外引起的一些燃烧器及其稳燃技术，提出和开发了一种新型高稳燃性直流煤粉燃烧器。     

XWD型旋流浓淡燃烧器在670t／h锅炉上的应用

文章介绍了针对双蜗壳旋流燃烧器调节性能差，阻力损失大，检修难度大，研制开发的ＸＷＤ型旋流浓淡燃烧器的稳燃原理及应用情况，该型燃烧器二次风采用内旋流，外直流的双通道，通过内，外通道调节挡板调节旋流强度及回流区大小；在一次风管道中设置该型燃烧器，提高一次风煤粉气流中的煤粉浓度，有利煤粉气流着火，燃烬及降低ＮＯｘ排放量，在该型燃烧器出口加装扩流锥，增加回流量，提高低负荷稳燃能力，采用该燃烧器在偏离设计煤     

电站锅炉调峰中燃烧稳定性研究

锅炉在低负荷条件下的稳定燃烧是调峰的关键。强化高温烟气回流来加热未燃煤粉快速着火加强燃烧稳定性.介绍强化燃烧的理论基础和在此基础上研制出的边界射流钝体稳燃器,中心回流稳燃腔、内外双回流稳燃腔和相交式高浓度煤粉燃烧器。几种稳燃器分别应用于海口、永安、耒阳、南昌等电厂均取得较好经济效益。     

超临界和超超临界锅炉煤粉燃烧新技术分析

分析了我国超临界和超超临界锅炉采用的新型煤粉燃烧技术。其主要特点体现在采用了不同的综合性技术构思实现煤粉着火初期低氧燃烧和采用多级配风及NOx还原技术实现低污染排放;在燃烧器内采用煤粉浓缩技术和在喷口附近加强热烟气回流以实现快速着火和低负荷不投油稳定燃烧;采用小功率燃烧器和均衡的火焰温度以降低水冷壁的热负荷,采用旋流式燃烧器对冲布置或直流式燃烧器反向双切圆辐射对流互补的方法减小热偏差;适当增加炉膛容积和设置燃烬风,进一步提高炉内脱氮效果和燃烧效率等方面。     

可控煤粉浓淡旋流燃烧器着火稳燃的简化模型及其在旋流回流区中的应用

介绍了可控浓淡旋流燃烧器浓淡分离的原理及试验结果,利用回流区搅拌均匀反应热理论模型,结合风粉射流浓淡分离特点及颗粒浓度分布实验结果,通过热质交换平衡分析,建立了一个旋流燃烧器浓淡煤粉在回流区着火及气流火焰稳定性综合模型,求解得到燃烧器稳定着火燃烧的特征参数及燃烧器结构、运行参数变化对着火的影响,获得使煤粉稳燃的最小回流区长度及主流煤粉浓度,并结合工业性试验结果,对模型进行了验证。     

外燃式微油点火燃烧器机理及应用

针对火电厂煤粉锅炉冷态节油点火、低负荷稳燃、煤种适应性提高、低NOx运行等要求,开发了新型外燃式微油点火燃烧器,点火燃油量在100 kg/h左右,该燃烧器同时作为主燃烧器使用,并具有低负荷稳燃与低NOx功能。5台锅炉的工业应用结果表明,外燃式微油点火燃烧器可实现锅炉冷态点火,煤粉燃尽率在82%以上,可实现不投油自然停炉,NOx下降率为25%左右,结合燃尽风后NOx下降率达55%左右。中心风是该燃烧器的主要调节手段,数值计算表明,调节中心风可以改变燃烧器出口回流区长度,从而调节煤粉着火点位置。     

可控粉煤浓淡旋流燃烧器着火稳燃的简化模型及其在旋流回流？…

介绍了可控浓淡旋流燃烧器浓淡分离的原理及试验结果,利用回流区搅拌均匀反应热理论模型,结合风粉射流浓淡分离特点及颗粒浓度分布实验结果,通过热质交换平衡分析,建立了一个旋流燃烧器浓淡煤粉在回流区着火及气流火焰稳定性综合模型,求解得到燃烧器稳定着火燃烧的特征参数及燃烧器结构、运行参数地着火的影响,获得使煤粉稳燃的最小回流区长度及主流煤粉浓度,并结合工业性试验结果,对模型进行了验证。     

低负荷下四角切圆锅炉NOx优化控制

为解决燃煤机组在深度调峰下NO_x排放过高的问题,针对某600 MW四角切圆燃煤锅炉的燃烧特性开展数值模拟,分析在30%额定负荷下,燃尽风量、配煤-配风方式和燃尽风来源对炉内温度场、组分场和燃尽率的影响。结果表明：30%额定负荷下,增加燃尽风量可有效减少NO_x的生成,与原工况相比,工况3的NO_x减排率达到11.9%;主燃区采用正塔配煤、倒塔配风方式时,虽然炉膛出口温度稍有下降,但工况9的NO_x减排率可达14.2%;高速射流燃尽风能够穿透主烟气气流参与燃烧,可使工况16的NO_x减排率高达17.8%。低负荷下,采用热一次风代替燃尽风并优化燃烧的方式可有效控制NO_x排放。     

锅炉稳燃技术的发展及开缝钝体燃烧器的研究

利用回流烟气加热一次风煤粉气流和提高一次风气流的煤粉浓度，都有利于锅炉燃烧的稳定。开缝钝体燃烧器的设计综合考虑了回流加热和煤粉浓度局部富集。实验结果表明，与直流燃烧器和钝体燃烧器相比，它具有较好的稳燃性能。通过在乐平电厂的应用，证明它对劣质烟煤有较好的适应性。