200MW旋流燃烧方式煤粉炉炉内燃烧试验和数值研究

采用计算流体动力学软件对电站锅炉炉内实际燃烧过程进行数值计算并结合其热态试验数据进行对比分析，已成为验证数学模型和指导工程实践的一种重要研究手段。该文利用PHOENICS软件，采用IPSA两相流模型及煤粉燃烧综合模型，对一台有16只径向浓淡旋流燃烧器两侧墙对冲布置的200MW燃煤锅炉炉内燃烧过程进行了数值计算，得出了炉内燃烧器区域以及炉膛出口的烟气温度场和燃烧产物的组分浓度分布。模拟结果与锅炉热态试验数据进行了比较，两者吻合情况较好。结果表明：在燃烧器出口处形成了高煤粉浓度和高温区，使得煤粉着火及时，燃烧器区域维持较高温度，炉内煤粉燃烧充分，从而表明了径向浓淡旋流燃烧器具有高效稳燃的性能。     

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。     

浓淡燃烧煤粉锅炉局部富氧助燃的数值模拟

利用Fluent计算软件对一台670 t/h浓淡煤粉锅炉的常规空气燃烧和局部富氧燃烧过程进行数值模拟,得到了两种燃烧气氛下炉内的空气动力场、温度场和烟气中各组分物质的量浓度的分布。结果表明:在"三高区"通入富氧助燃对底层燃烧器煤粉气流的燃烧影响较大,煤粉着火提前,底层一次风高温区增大,有利于提高燃烧器的稳燃性能,且火焰中心位置下移,使煤粉在燃烧器区域燃烧完全,降低了炉膛出口烟气温度。局部富氧燃烧的高温火焰集中在炉膛中心位置,水冷壁附近保持较高的氧化性气氛,对水冷壁起到较好的保护作用,可有效防止结渣和高温腐蚀。     

电站煤粉锅炉水平浓淡燃烧器改造及数值模拟研究

针对某电厂四角切圆燃烧锅炉由于燃用煤种多变、煤质下降,炉内出现着火困难,燃烧不稳定以及水冷壁易结渣等问题,采用水平浓淡燃烧技术对其一次风进行改造。通过数值模拟可以看出,利用偏流挡块和分隔板控制煤粉流向,浓侧出口的煤粉质量与淡侧出口的煤粉质量之比约为1.5,实现炉内水平浓淡燃烧,炉内燃烧器布置区域温度水平有所升高,煤粉着火容易且燃烧状态稳定,同时降低了水冷壁结渣的可能性。通过与锅炉现场试验结果进行对比结果吻合。     

分级燃烧降低四角切向燃用低挥发分煤电站锅炉NOx的排放水平

基于四角切向燃烧本身具有的火焰稳定性强、燃尽性能好、可防止炉内严重结渣的燃烧优点和NOx排放较其它燃烧方式低的特点，分析了水平方向空气分级、低NOx燃烧器、低温燃烧和垂直方向分级燃烧等降低NOx排放的炉内措施在我国燃煤电站锅炉中的使用效果，指出了合理组织分级燃烧对降低燃用低挥发分煤电站锅炉NOx排放水平的潜力。     

锅炉燃烧稳定性受煤质变差的影响及改进措施

针对煤质特性变差、锅炉灭火事故增加的事实,从煤质特性变化影响煤粉气流着火过程及锅炉燃烧稳定性方面进行了较详细的分析,介绍了来宾B电厂结合实际对锅炉燃烧系统实施针对性的改进措施及取得的改进效果.实践表明,提高燃烧器区域热负荷,改进燃烧器的着火性能可以有效地改善炉内燃烧的稳定性,提高锅炉对燃煤变化的适应能力.     

基于准恒温燃烧概念的低质煤稳燃新技术

通过分析入炉煤粉气流与炉内高温烟气间的换热方式 ,找出了锅炉低负荷稳燃的制约因素是燃烧器附近区域烟气温度水平随锅炉负荷降低而降低这一固有特性。为改变这种不良烟温特性 ,作者提出了基于炉内活动可调隔热板的准恒温燃烧概念及实现准恒温燃烧的零维模型 ,并据此计算了活动可调隔热板与负荷变化时对炉膛出口烟温的影响 ;并给出了基于可调隔热板的准恒温燃烧的热态试验部分结果。图 5参 5     

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.     

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。     

缝隙式燃烧器与“W”火焰锅炉的燃烧稳定性

针对某电厂缝隙式燃烧器"W"火焰锅炉燃烧稳定性差的问题,根据稳燃原理从炉膛和燃烧器的稳燃能力2方面查找原因.重点对缝隙式燃烧器稳燃能力差的原因及其对锅炉燃烧稳定性的影响进行了研究.并列举实例予以佐证.研究认为:缝隙式燃烧器因其自身各种因素导致煤粉气流在加热过程中的吸热量减少,着火推迟.这是该类燃烧器稳燃能力差的实质所在,此弊端抵消了"W"火焰锅炉的强稳燃能力,是导致该类"W"火焰锅炉稳燃能力差的主要原因.     

煤粉炉燃烧神华煤防止结焦研究

神华煤由于本身的特点,在煤粉锅炉中燃烧呈现了易结焦的问题。本文分析了这一现象的内在原因,通过实际锅炉的运行实践和统计数据,作者认为神化煤在煤粉炉中燃烧出现结焦不仅与其灰熔点有关,而且受到炉膛结构的影响。发现合理选择容积热负荷和截面热负荷,采用分散布置的燃烧器,适当减小假想切圆直径,可以通过锅炉设计,避免燃烧神华煤的煤粉炉结焦。运行中适当提高煤粉细度,维持炉膛烟气中氧量在一定水平,准确控制一次风粉的比率,保证各角燃烧器二次风风量平衡和风粉流量平衡也是避免结焦的重要手段。     

双进双出磨煤机直吹式旋流燃烧器锅炉应用等离子燃烧技术的试验研究

介绍等离子点火技术首次应用于双进双出磨煤机直吹式制粉系统的情况。通过引邻炉热风、调整磨煤机运行方式解决了煤粉制备问题；采用撞击离心分离装置，满足了等离子点火的煤粉浓度要求；采用合理的等离子燃烧器结构、调整磨煤机最低风量等技术方案，在冷态情况下实现了等离子点火装置启动直式旋流燃烧器锅炉。     

大型煤粉锅炉的防结渣措施

介绍煤粉锅炉内结渣、积灰对锅炉运行的影响,并从大型煤粉锅炉炉膛设计参数、燃烧器及系统的选用,以及吹灰器的类型和布置等几方面提出防结渣措施,可作为大型锅炉燃用易结渣煤种设计选型的参考。     

Studying the Aerodynamics of the TPP-210A Boiler Furnace When It Is Shifted to Operate with Dry-Ash Removal and Vortex Fuel Combustion

To reduce the amount of nitrogen oxide emissions and achieve more reliable operation of the TPP-210A boiler, a process arrangement for firing Grade TR Kuznetsk coal that involves using straight-flow burners and shifting the boiler from slag-tap to dry-ash removal is developed. Owing to a large burner downward slope angle and special arrangement of burners and nozzles, four large vertical vortices rotating in opposite directions are produced in the furnace lower part, as a result of which the combustion products dwell for a longer period of time in the burning zone and more complete fuel combustion is achieved. For verifying the operability and efficiency of the proposed combustion arrangement, investigations on a boiler furnace physical model were carried out using a technique for visualizing fuel jets and secondary and tertiary overfire air jets. The fuel jet temperature boundaries in the course of jet propagation in the furnace model are also determined. The study results have shown that staged fuel combustion will be set up with using the proposed arrangement of burners and nozzles. In addition, large vertical vortices produced in the furnace lower part will help to achieve more efficient use of the dry bottom hopper heating surfaces, due to which lower coal combustion product temperature in the furnace upper part and smaller content of combustible products in fly ash will be obtained. Owing to low values of air excess factor at the pulverized coal burner outlet and gradual admission of air into the vortex zone through a few nozzles with intense inner recirculation of combustion products to the jet initial section, staged combustion of pulverized coal and low nitrogen oxide emissions will be secured. Owing to expansion of fuel jets, a rapid growth of mass in the fuel jet is achieved, which is obtained both due to ejection of the jet itself and due to forced admission of hot fuel gases from other jets. Investigations carried out on the physical model have confirmed that the proposed combustion arrangement features high efficiency and that a low content of nitrogen oxides in flue gases is obtained.     

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。     

华电红雁池发电厂微油点火稳燃技术的应用及节能效果分析

华电新疆红雁池发电厂在大修期间对2号锅炉燃烧器进行了改造,应用了微油冷炉点火和低负荷稳燃系统。改造中拆除了原1～4号角的煤粉燃烧器,改造成微油点火煤粉燃烧器,并将微油点火煤粉燃煤器喷口设计为圆形有多级气膜冷却风结构,出口净面积比原喷口增加12%,但保持煤粉风量流通面积与原一次风管面积一致。改造后经运行实践和技术经济分析表明：应用该技术后,点火时较传统大油枪方式能节油75%以上,节省了大量燃油费用。在正常运行时不增加飞灰可燃物,对锅炉的经济性不产生影响。     

水平浓淡风煤粉燃烧器调节特性的数值模拟及工业性试验研究

采用近流线数值计算方法,对具有复杂喷嘴形状的水平浓淡风燃烧器在四角切圆流场中一次风射流的刚性进行了详细的数值模拟计算,并结合在300MW四角切圆煤粉燃烧锅炉上的应用和工业性试验研究,得出了通过调节侧二次风与一次风的动量比,来调节一次风射流刚性、控制一次风射流的偏斜,进而改善炉内燃烧两相流场、水冷壁壁面附近的烟气气氛,同时实现了防水冷壁高温腐蚀,提高了煤粉的着火、稳燃的燃烧性能的结论。     

四角切向燃烧煤粉锅炉炉内气流组织与数值模拟

四角切向燃烧是我国电站煤粉锅炉广泛采用的燃烧方式。在实际运行中,由于气流在炉膛出口处有残余旋转,造成水平烟道两侧烟气的温度场和速度场分布不均,容易发生气流偏斜,导致火焰贴墙,引起结渣及燃烧不稳定。为了清楚地展示炉内气流分布情况,对四角切向燃烧煤粉锅炉炉内可能出现的几种气流组织工况分别进行了数值模拟,并分析了炉内气流的分布特性,得到了引起气流偏斜、火焰贴墙、结渣及燃烧不稳定的主要因素,为四角切向燃烧的煤粉锅炉内部的气流组织研究及其燃烧调整提供了重要的参考依据。