低化學(xué)當(dāng)量比下二次風(fēng)配比對(duì)旋流燃燒器燃燒特性的影響.pdf

1、目前中國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)仍以煤炭為主,煤炭的主要利用形式是直接燃燒供熱和發(fā)電。煤碳燃燒產(chǎn)生的危害巨大的NOx排放量逐年增長(zhǎng),需要大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)高效、運(yùn)行可靠、易于大規(guī)模應(yīng)用的NOx控制技術(shù)。低NOx燃燒器和空氣分級(jí)燃燒技術(shù)由于其安裝和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性而得到了大量的應(yīng)用。為了獲得更好的NOx控制效果,通常將這兩種技術(shù)聯(lián)合使用,在此情況下低NOx燃燒器處于化學(xué)當(dāng)量比小于1的工作條件下,而目前對(duì)于處于低化學(xué)當(dāng)量比下的低NOx燃燒器的燃燒性能和NO

2、生成特性及相關(guān)運(yùn)行因素的影響的研究很少。
　　本文在一臺(tái)采用中心給粉旋流燃燒器的熱態(tài)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上,通過(guò)對(duì)爐膛內(nèi)不同位置的局部平均煙氣組分(O2、CO、NO),煙氣溫度,焦炭燃盡率和元素(C、N)釋放率的測(cè)量及分析,研究了低化學(xué)當(dāng)量比條件下化學(xué)當(dāng)量比(SR)和內(nèi)外二次風(fēng)比例(RSA)對(duì)燃燒器主燃區(qū)的煤粉燃燒過(guò)程及NO生成過(guò)程的影響,同時(shí)考察了低化學(xué)當(dāng)量比對(duì)煤粉著火性能、火焰中心位置及近燃燒器區(qū)域水冷壁結(jié)渣傾向的影響。為準(zhǔn)確描述低化學(xué)當(dāng)

3、量比下的焦炭燃燒及NO生成過(guò)程,文中提出了界定旋流煤粉火焰中富燃料區(qū)域的方法;定義了衡量釋放出的N元素被轉(zhuǎn)化為NO程度的參數(shù)CRreNO。
　　富燃料區(qū)域內(nèi)焦炭燃盡率變化劇烈,是揮發(fā)分和焦炭異相反應(yīng)的主要場(chǎng)所。在近燃燒器區(qū)域的截面上,在不同的SR下,NO濃度的峰值都出現(xiàn)在鄰近O2峰值的區(qū)域中。整體的NO排放濃度隨SR的減小而下降,主要原因?yàn)椴煌瑓^(qū)域中N元素釋放率隨著SR的減小而下降,同時(shí)釋放出的燃料N向NO的轉(zhuǎn)化率隨著SR的減小而

4、迅速下降,其中,后者是主導(dǎo)因素。SR的降低并沒(méi)有明顯的影響中心給粉旋流燃燒器的著火性能,但使得爐膛內(nèi)的火焰中心位置明顯向下游移動(dòng),同時(shí)加劇了近燃燒器區(qū)域的結(jié)渣傾向。綜合分析試驗(yàn)結(jié)果,得出兼顧經(jīng)濟(jì)性能,環(huán)保性能和安全性能的最優(yōu)化學(xué)當(dāng)量比為0.862。
　　RSA對(duì)主燃區(qū)煤粉燃燒特性及NO生成和還原特性有著顯著的影響。RSA越大,二次風(fēng)與一次風(fēng)的混合點(diǎn)越早,混合強(qiáng)度越大,二次風(fēng)中的O2更早地補(bǔ)充進(jìn)富燃料區(qū)域,因而RSA較大的工況在燃燒