低NOx煤粉燃燒技術(shù)現(xiàn)狀及其燃燒器性能優(yōu)化.pdf

1、我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費(fèi)國,但也因此產(chǎn)生了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題.隨著能源短缺和環(huán)境污染的日趨嚴(yán)重,煤的燃燒理論和技術(shù)越來越受到人們的重視.為了提高煤尤其是劣質(zhì)煤的燃燒效率、燃燒穩(wěn)定性能和降低污染物的生成,高濃度燃燒技術(shù)和燃燒器研究成了一個(gè)重要的發(fā)展方向.本文首先介紹煤燃燒時(shí)氮氧化物的生成機(jī)理及控制其排放的技術(shù),包括NOx的生成機(jī)理,N<,2>O的生成和破壞,燃燒方式對NOx排放的影響,重點(diǎn)介紹一種低NOx燃燒技術(shù):PM型濃淡分離

2、燃燒.PM型濃淡分離燃燒器是最早引入我國的低污染型煤粉燃燒器.其主要原理是借助離心分離作用,將一次風(fēng)粉氣流分成濃淡兩股.濃相氣流容易著火,淡相氣流則支持后續(xù)的燃燒并補(bǔ)充氧氣.這種濃淡分離的燃燒技術(shù)由于分離了NOx生成的兩個(gè)基本必要條件:高氧和高溫,因而可抑制燃燒產(chǎn)物中NOx含量.黃臺(tái)電廠7號爐為日本三菱公司制造的300MW級煤粉鍋爐,燃燒方式為直流燃燒器四角布置、切向燃燒,采用較早期的PM濃淡分離型直流燃燒器.這是一種典型的分級燃燒方式

3、,然而,其濃、淡風(fēng)口的風(fēng)量分配懸殊較大,濃相噴口的過大風(fēng)量使其內(nèi)的煤粉濃度實(shí)際上提高不多;另外也使?jié)鈬娍诘囊淮物L(fēng)速偏高,不利貧煤著火.造成的結(jié)果是鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)燃能力較差,最低的不投油穩(wěn)燃負(fù)荷僅能達(dá)到60%~65%,故需對此燃燒器進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造.本文以此類燃燒器作為研究對象,在?；囼?yàn)的基礎(chǔ)上對電站鍋爐PM型煤粉燃燒器的分離裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化.并應(yīng)用了數(shù)值模擬軟件PHONICS,采用常用的κ-ε雙方程模型等數(shù)學(xué)模型,對燃燒器不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行了氣固

4、兩相流流動(dòng)模擬.結(jié)果表明,燃燒器存在一個(gè)最佳結(jié)構(gòu)模型.同時(shí),κ-ε雙方程模型可以應(yīng)用于電廠鍋爐的PM型濃淡分離燃燒器模擬,實(shí)踐證明計(jì)算是成功的.在模擬實(shí)驗(yàn)中,對PM型煤粉燃燒器的分離器進(jìn)行了改造調(diào)整和結(jié)構(gòu)研究,就影響濃淡比和風(fēng)量分配的結(jié)構(gòu)因素進(jìn)行了模擬試驗(yàn)、確定了主要影響一次風(fēng)、粉濃度分離器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),得到了分離器在不同方向上的結(jié)構(gòu)變化對風(fēng)、粉濃度的影響規(guī)律.本研究所得出的結(jié)構(gòu)組合以及優(yōu)化參數(shù)已經(jīng)用于300MW電站鍋爐PM型燃燒器的分離