层燃炉燃烧特性及低nox燃烧机理的实验研究

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1、层燃炉燃烧特性及低Nox燃烧机理的实验研究上海交通大学硕士学位论文姓名：徐华东申请学位级别：硕士专业：热能工程指导教师：罗永浩;王恩禄2001.1.19层燃炉燃烧特性及低HO。燃烧机理的实验研究摘要f由于中国特殊的能源消费结构和燃煤设备结构，散煤的高效低污染燃烧在中国具有重大的现实意义。系统地研究层燃炉燃烧特性及脱硝问题,阐明层燃炉燃烧脱硝的一些机理和结论，这样的研究还比较少见。厂一、本课题主要研究在层燃锅炉中燃用不同燃料（包括生物质时）的燃烧特性，分析影响层燃炉燃烧的主要因素（燃料特性、配风等），并对如

2、何降低层燃炉的NO。排放，实现低污染燃烧作了实验研究。最终分析出影响层燃锅炉燃烧时NOo排放的主要因素，为能源的有效清洁燃烧提供理论基础。本文对层燃炉燃烧过程进行了研究分析，概括了影响层燃炉燃烧过程的主要因素，建立了层燃炉燃烧的单元体模型。设计并搭建了能够模拟工业链条炉煤层燃烧过程，用于研究层燃炉燃烧的小型层燃炉燃烧实验系统:为研究层燃炉燃烧特性和其他问题提供了重耍的研究条件。f本文得出了关于层燃炉燃烧的一些重要特性：1・对于层燃锅炉，特别是链条锅炉，其燃烧特性受燃料种类的影响很大。具体表现在：（1）不同

3、的煤种，它们在链条炉上的燃尽时间不同，挥发分越高其燃尽时间越短；（2）不同煤种，它们在链条炉上燃烧的强烈区域不同，挥发分越高其燃烧强烈区域越靠前，应根据燃料的特性来设定各个分仓的配风量；（3）在链条炉中，应根据燃料的种类合理选择炉拱的类型，实现燃料的充分燃烧，提高锅炉效率；2・空气分级燃烧技术在层燃炉屮能够得到很好地实现，有助于飞灰及可燃物的燃尽，降低层燃炉的NO,排放：（1）根据本次实验的结果，空气分级燃烧技术在层燃炉中约能够降低20%左右的N0x排放量；（2）空气分级燃烧技术在层燃炉中应用时，一次风量

4、不宜过低，否则会出现燃料无法燃尽，炉渣含碳量过高的现象；（3）在层燃炉中，影响空气分级燃烧效果的主要因素为还原区的停留时间和二次风的风量，一般情况下,二次风的比例应在20%左右；3•燃用生物质燃料可以减少c0o的排放；生物质燃料由于其自身的特殊性（灰分和硫分较低，分布较广），适合在层燃炉上燃烧，通过降低层燃锅炉的NO,排放，实现生物质能的低污染燃烧，不仅可以满足高速发展的国民经济对能源的需要，而且可以减少矿物燃料的污染，产牛巨大的经济效益和环境效益。｝一、关键词NO-层燃威生物质了燃烧S空气分玻'、、、，

5、EXPERIMENTST1ONCHARACTNOoCOMBUST—FIREDBOJLERABSTRACTC1eancombuncyuseofdisprtantespeciafitscomposition.Thesystebustioncharaogyinstoker—iedoutinthisFirstthecostoker一firedesmallfixed—nedandinstalsea]eboiIersThemaine1estribution)wALSTUDIES0NTHECOMBUERANDLOW1

6、ONMECHANISMINSTOKERionofenergyfurnacements(c0a]type,aird•1hich■1nf1uencetheC0mbustioncharacterofstoker—firedboilersarestudied.TheresearchofhoweducetheNO,emiionsnthper.fo]ls:(1)themorcoalhasfewertimeoutthearchshou“Air•99agingtechnologyannosingInotburnBfuel

7、sconsideredC02—neutralbecausethttedduringcombustiogrowtheye1oures.ThisproId's1argesgy.Inthisp(woodchip)waitscombustionchstoker——firedboi1ers,ixed—gratefurnacecombustion•airsma1IKEYbiomass,一〜〜一〜〜一〜〜一一〜二二二二二二〜一一〜一一〜一符号说明过量空气系数：无量纲煤层着火时间：单位：小时（h）1kg燃料燃烧所需的理论

8、空气量：单位：立方米（m3）链条炉床层移动速度；单位:m/h链条炉中燃料在炉排上的燃烧时间；单位：小时（h）链条炉炉膛宽度：单位：米（m）机械不完全燃烧热损失；单位：千焦（KJ）链条炉的着火角；单位：度（。）实验时所用燃料的质量；单位：千克（kg）燃料的水分含量；无量纲燃料的灰分含量：无量纲燃料的挥发分含量：无量纲燃料的固定碳含量；无量纲炉排的截面热负荷：单位：kW/m2燃料消耗量；单位：kg/h燃料收到基的低位发热量；单位：