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。     

高灰低挥发分煤空气分级燃烧特性研究

为降低高灰低挥发分煤在燃烧过程中产生的NOx,在研究化学渗透脱挥发分热解模型的基础上,利用气相燃烧的简化机理对计算流体动力学软件模拟煤粉燃烧过程进行改进,并进行空气分级燃烧工况的数值模拟,着重分析高灰低挥发分煤空气分级燃烧的控制机制。通过与未分级燃烧进行比较,发现高灰低挥发分煤采用空气分级燃烧,可以形成还原性气氛来抑制NOx生成,但存在煤粉着火滞后和NOx排放量较高等问题。     

旋流煤粉燃烧器低NOx排放技术

详细分析了煤粉燃烧的特点及其燃烧产物NOx的生成机理,从实用性与高效性上,对各种目前研究与应用的控制旋流煤粉燃烧NOx排放的技术,如低NOx旋流煤粉燃烧器、空气分级、再燃和尾部烟气脱硝等进行了介绍,联系运行的实际情况进行比较分析.     

煤粉四角燃烧低NOx排放技术

详细分析了煤粉燃烧的特点及其燃烧产物NOx的生成机理,从实用性与高效性上,对各种目前研究与应用的控制切圆煤粉燃烧锅炉的低NOx排放技术,如低NOx直流煤粉燃烧器、空气分级、再燃和尾部烟气脱硝等进行了介绍,联系运行的实际情况进行比较分析.     

煤粉浓淡空气分级燃烧过程的数值模拟

采用Fluent 6.3软件,对1台400 t/h四角切圆燃煤锅炉内的煤粉浓淡、空气分级及两者联用等3种燃烧过程进行了数值模拟,分析了煤粉浓淡比对炉内NOx和煤烟生成的影响.结果表明:与原始工况相比,仅采用煤粉浓淡燃烧时,NOx的生成量降低12.6%,但煤烟生成量会增加.当联合使用煤粉浓淡与空气分级燃烧时,随着煤粉浓淡比的增大,NO2生成量逐渐减少,当浓淡比值大于5时,NOx生成量的降低幅度趋于平缓;煤烟生成量随着煤粉浓淡比的增大先减少后增加,当煤粉浓淡比为3～5时,煤烟生成量最少.在两者联用条件下,NOx生成量的降幅可达27.6%,同时煤烟生成量也有所下降,这对锅炉的优化改造有一定的指导作用.     

四角切圆燃烧锅炉改造工况数值模拟

煤粉再燃是降低NOx排放的一项新技术.借助FLUENT6.1软件平台,采用数值模拟方法对一台容量为35 t/h的四角切圆燃烧锅炉改造前后炉内燃烧过程进行研究.改造前为空气分级燃烧,改造后为超细煤粉再燃燃烧.计算结果表明:改造后在最上面一层一次风喷口的高度区域,形成一个相对低温,低氧的还原性气氛区域一再燃区.再燃降低NOx18.8%,并且与改造前的燃尽效果相当.煤粉颗粒在炉内运动具有很大的随机性,停留时间差异很大.平均而言,煤粉喷入位置越高,停留时间也越短.     

不同煤种高温燃烧时NOx和SO2生成影响因素的实验

在一维沉降炉上进行了在煤粉高温燃烧时NOx和SO2生成影响因素的实验研究,系统考察了煤粉高温燃烧时NOx和SO2生成的影响因素.试验表明,SO2和NOx生成与炉内温度,煤粉细度,给粉量,煤种,二次风温,一、二次风比值及过量空气系数等有密切关系.通过SO2和NOx生成规律的研究,对煤粉炉的优化运行有一定的指导意义.     

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%。     

低NOx高温空气燃烧技术

低NOx高温空气燃烧技术将传统的低NOx燃烧技术与高温热式燃烧系统有地结合起来,具有热效率高、炉内温度分布均匀、NOx排放量低等特点。本文介绍了高温空气燃烧技术,重点分析了高温空气燃烧技术中的低NOx排放的原理,并对两种采用烟气再循环和分级燃烧技术的NOx高温空气燃烧器进行阐述。     

基于正交设计的分级分区头部流动特性研究

针对某650 MW超超临界燃煤锅炉在深度调峰过程中燃用大同烟煤时无法稳定燃烧的情况开展研究,就如何提高锅炉在低负荷运行中稳燃性的问题,对原煤种进行掺混改良,改变不同富氧燃烧配风方式,利用计算流体力学模拟软件模拟了不同工况的炉内燃烧情况。模拟结果表明：由于锅炉降低负荷运行增加了原煤种的着火难度,固定碳含量低且挥发分高的煤种可以较好适应锅炉运行调整;富氧燃烧可以提高锅炉低负荷运行时的出口烟温,能满足后续脱硝处理的要求;随着富氧燃烧程度的增大,煤粉燃烧耗氧量增加,每秒燃烧的煤粉颗粒数增加,加剧了炉内的燃烧,使燃烧更稳定;当富氧浓度大于27%时,不能高效提高炉内温度,NOx排放量增多;当富氧浓度为27%时,炉膛出口NOx排放量按6%O2折算为负增长的最小值,是该锅炉低负荷投运较为理想的工况。     

大型锅炉高效低NOx燃烧技术的研究

本文详细分析了NOx生成机理 ,低NOx燃烧器以及炉内空气分级燃烧的机理及其影响因素 ,并对 30 0MW贫煤锅炉高效低NOx燃烧技术进行优化模拟 ,对OFA优化设计作了介绍。为修改制定大型贫煤锅炉NOx排放标准及大型锅炉优化设计与运行提供了科学依据     

煤粉工业锅炉及其发展前景

介绍了煤粉工业锅炉国内外发展现状,着重分析了煤粉工业锅炉炉膛本身所具有的低温运行优势;同时指出,通过采用低氮燃烧技术,无需烟气净化措施就可实现低氮排放。最后,分析并肯定了煤粉工业锅炉有限的发展前景。     

双燃料煤粉流化床复合燃烧锅炉的物质平衡与热量平衡

本文分析了双燃料粉流化床复事燃烧锅炉的物质平衡及热量平衡,得到了炉腔及空气预热器的物质平衡方程,沸腾层及煤粉炉膛的热平衡方程主炉膛出口过量空气系数,锅炉气体及未完全热损失,固体未完全损失的计算公式。     

天然气锅炉分级柔和燃烧模拟研究

燃气锅炉在我国应用广泛,随着煤改气的进行,应用越来越多, NO_x排放标准也越来越严格。降低NO_x的排放有利于减少空气污染。以小型天然气柔和燃烧炉膛为研究对象,通过数值模拟的方法研究燃料分级下的柔和燃烧特性,分析在不同当量比、不同热强度条件下轴向分级对炉膛烟气中NO_x生成的影响。结果表明,给定条件下柔和燃烧分级带来的NO_x减排收益随着二级燃料量的增加而减小,当二级燃料量在15%左右的时候可以最大程度地优化温度场分布,降低燃烧峰值温度,获得比较好的NO_x控制效果。随着当量比和热强度的提高,燃料分级带来的收益也会变大。     

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%.     

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.     

燃用褐煤锅炉改烧烟煤时干燥剂的计算及选取

200MW褐煤机组在全改烧省内烟煤时,进行了改前改后的对比性试验,试验中发现,锅炉可满足全烧省内烟煤,锅炉效率基本达到烧褐煤时的设计值,燃烧稳定,未发现结焦,但制粉系统存在磨出口温度高、含氧量高等问题,通过对干燥剂的重新热力计算及选取,确定以“高温炉烟 热风 压力冷风”为合理的干燥方式,并满足制粉系统的防爆要求。     

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。     

直流二次风率对径向浓淡旋流煤粉燃烧器空气动力特性的影响

本文阐述了径向浓淡旋流煤粉燃烧器的基本原理，通过在一台４１０ｔ／ｈ的锅炉上的冷态，热态实验，研究了直流二次风率对燃烧器空气动力特性的影响，得到了直流二次风率与射流的扩展角，中心回流区直径及长度，一，二次风混合的关系，以及对燃烧器高效，稳燃，低污染，防结渣及防高温腐蚀性能的影响。