W型火焰鍋爐中HAP低NOx燃燒技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究與模擬計(jì)算.pdf

1、W火焰鍋爐因其火焰行程長(zhǎng)、爐內(nèi)的高溫?zé)煔庀蚧鹧娓炕亓鞫粡V泛應(yīng)用于無(wú)煙煤和貧煤的燃燒。但在日常運(yùn)行中也出現(xiàn)氮氧化物排放高、燃盡差、易結(jié)渣等問(wèn)題。熱風(fēng)包裹低NOx燃燒技術(shù)(HAP)是一種我們自主研發(fā)的新型W火焰鍋爐低NOx燃燒技術(shù)。此技術(shù)是在常規(guī)W爐的基礎(chǔ)上，布置了雙層OFA噴口，并在下?tīng)t膛增加了冷灰斗二次風(fēng)和爐底二次風(fēng)。旨在通過(guò)進(jìn)一步的深化分級(jí)燃燒，延長(zhǎng)煤粉顆粒在爐內(nèi)的停留時(shí)間和優(yōu)化爐內(nèi)配風(fēng)來(lái)達(dá)到降低NOx排放，減小飛灰含碳量和易結(jié)渣

2、的問(wèn)題。
　　 本文按照冷態(tài)單相?；瘜?shí)驗(yàn)——冷態(tài)數(shù)值模擬——熱態(tài)試驗(yàn)——熱態(tài)數(shù)值模擬的思路，對(duì)HAP技術(shù)的W火焰鍋爐的內(nèi)部流場(chǎng)、燃燒特性、NOx排放特性等進(jìn)行了研究，為HAP低NOx燃燒技術(shù)的實(shí)際工業(yè)應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和借鑒。
　　 冷態(tài)單相?；瘜?shí)驗(yàn)研究了應(yīng)用HAP技術(shù)后爐內(nèi)流場(chǎng)的特性及多個(gè)主要因素對(duì)流場(chǎng)特性的影響。相比于常規(guī)的W火焰鍋爐，應(yīng)用HAP技術(shù)的W爐內(nèi)流場(chǎng)具有以下特點(diǎn):一次風(fēng)下探深度大、爐內(nèi)充滿度高、壁面未出現(xiàn)嚴(yán)

3、重的貼壁流動(dòng)、并且結(jié)渣風(fēng)險(xiǎn)較小。同時(shí)，HAP技術(shù)也能夠擴(kuò)大爐內(nèi)的高溫?zé)煔饣亓鲄^(qū)，消除冷灰斗區(qū)域的低溫反流區(qū)。實(shí)驗(yàn)還研究了前后墻二次風(fēng)傾角、冷灰斗二次風(fēng)傾角和冷灰斗二次風(fēng)位置等主要因素對(duì)HAP技術(shù)爐內(nèi)流場(chǎng)的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明前后墻二次風(fēng)傾角為45°，冷灰斗二次風(fēng)為0°布置在上部為最佳組合。采用Fluent軟件對(duì)冷態(tài)實(shí)驗(yàn)的工況進(jìn)行了模擬計(jì)算。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基本吻合，驗(yàn)證了HAP技術(shù)具有較大的一次風(fēng)下探深度和高溫?zé)煔饣亓鲄^(qū)，消除冷

4、灰斗低溫反流區(qū)等特點(diǎn)。數(shù)值計(jì)算結(jié)果也表明45°前后墻二次風(fēng)，0°冷灰斗二次風(fēng)布置在上部仍為最佳組合。
　　 在3.52MW的W火焰煤粉鍋爐進(jìn)行HAP技術(shù)的燃用貴州無(wú)煙煤的熱態(tài)實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)HAP燃燒技術(shù)能夠避免爐內(nèi)的高溫區(qū)域生成大量的NOx，爐底熱風(fēng)和OFA風(fēng)雖然對(duì)爐內(nèi)煙氣溫度分布影響較小，但對(duì)煤粉燃盡影響較大;而冷灰斗二次風(fēng)則對(duì)NOx排放影響較大。隨著爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)的增加，爐膛溫度先增加后趨于穩(wěn)定,NOx排放量增加。

5、經(jīng)優(yōu)化，過(guò)量空氣系數(shù)在1.1時(shí)，爐內(nèi)NOx排放和飛灰含碳量最低，燃燒最佳。實(shí)驗(yàn)得到的飛灰含碳量在5％±3％，NOx排放可控制在700±200mg/m3。與改造前的普通W燃燒方式工況相比，能夠保證爐膛燃燒效率不降低，爐膛出口NOx排放量降低27.23％-61.68％。
　　 最后，本文也針對(duì)W火焰鍋爐HAP低NOx燃燒技術(shù)進(jìn)行了熱態(tài)數(shù)值模擬計(jì)算，結(jié)果表明了HAP技術(shù)具有較大的一次風(fēng)下探深度和較長(zhǎng)的爐內(nèi)停留時(shí)間，同時(shí)較大的高溫?zé)煔饣?/p>