低NOx煤粉燃燒技術現(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國和消費國,但也因此產生了嚴重的環(huán)境污染問題.隨著能源短缺和環(huán)境污染的日趨嚴重,煤的燃燒理論和技術越來越受到人們的重視.為了提高煤尤其是劣質煤的燃燒效率、燃燒穩(wěn)定性能和降低污染物的生成,高濃度燃燒技術和燃燒器研究成了一個重要的發(fā)展方向.本文首先介紹煤燃燒時氮氧化物的生成機理及控制其排放的技術,包括NOx的生成機理,N<,2>O的生成和破壞,燃燒方式對NOx排放的影響,重點介紹一種低NOx燃燒技術: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)的燃燒并補充氧氣.這種濃淡分離的燃燒技術由于分離了NOx生成的兩個基本必要條件:高氧和高溫,因而可抑制燃燒產物中NOx含量.黃臺電廠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、淡風口的風量分配懸殊較大,濃相噴口的過大風量使其內的煤粉濃度實際上提高不多;另外也使?jié)鈬娍诘囊淮物L速偏高,不利貧煤著火.造成的結果是鍋爐低負荷穩(wěn)燃能力較差,最低的不投油穩(wěn)燃負荷僅能達到60%~65%,故需對此燃燒器進行結構改造.本文以此類燃燒器作為研究對象,在模化試驗的基礎上對電站鍋爐PM型煤粉燃燒器的分離裝置進行結構優(yōu)化.并應用了數(shù)值模擬軟件PHONICS,采用常用的κ-ε雙方程模型等數(shù)學模型,對燃燒器不同結構進行了氣固

4、兩相流流動模擬.結果表明,燃燒器存在一個最佳結構模型.同時,κ-ε雙方程模型可以應用于電廠鍋爐的PM型濃淡分離燃燒器模擬,實踐證明計算是成功的.在模擬實驗中,對PM型煤粉燃燒器的分離器進行了改造調整和結構研究,就影響濃淡比和風量分配的結構因素進行了模擬試驗、確定了主要影響一次風、粉濃度分離器的結構特點,得到了分離器在不同方向上的結構變化對風、粉濃度的影響規(guī)律.本研究所得出的結構組合以及優(yōu)化參數(shù)已經(jīng)用于300MW電站鍋爐PM型燃燒器的分離