空气分离／烟气再循环燃烧对烟气及炉膛换热的影响

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1、翔①∽00了∞∞～《∞～∞研究窑乏分离／烟乏再循环燃烧对烟乏及炉膛换热的鬏响与分刘宁，薛宪阔z，韩庆祝析(1．长安大学，陕西西安710054；2．华北电力大学能源与动力工程学院，河北保定071031；3．北方联合电力包头第三热电厂，内蒙古包头014060)摘要：针对发电厂大型煤粉锅炉，从理论上对传统热力计算方法相关参数、关联式进行改变，使其适用于空气分离／烟气再循环技术；将改变后的计算方法应用于煤粉在0：／CO气氛燃烧中，将求解结果与在常规空气中燃烧的结果进行对比，重点分析烟气成分变化对各参数及炉膛换热的影响，目的在

2、于寻求煤粉在0／CO方式下燃烧的热力计算方法，为采用该燃烧技术的锅炉的设计和运行提供参考。关键词：空气分离／烟气再循环燃烧；0／CO气氛；炉膛换热；热力计算中图分类号：TKI1+2文献标志码：A文章编号：1673—7598(2008)10—0022—03(1)1kg煤粉燃烧所需理论富氧气量的计算O引言=击(1_86656+0'7一)(1)空气分离／炯气再循环技术又称O／CO燃烧技式中：、S一0分别为煤粉中碳、氢、硫、氧的收第术，该技术是在燃烧系统中用分离空气获得的氧气到基量。36卷(2)1kg燃料完全燃烧生成的二t原

3、子气体体积和一部分锅炉排气构成的混合气体作为燃料燃烧时的氧化剂，燃烧排气经干燥脱水后CO的浓度达g!R0=1．866+0．79(2)第21O95％．无需分离，就可以直接液化回收，是一种新型期(3)1kg燃料完全燃烧生成的氮气体积的洁净煤燃烧技术，被认为是减少火电厂CO排放的最好的办法之一。很多研究者从实验角度来研究采=0·8(3)用此技术时．炯气成分、温度和燃烧速率等参数随混式中：为煤粉中氮的收到基量。囡合炯气叶1氧气浓度的变化关系及污染物排放等ll_2】(4)理论水蒸气容积的计箅文献i3—51通过实验验证，当0／C

4、O：=30／70t,J~E获得烟气中水蒸气的容积应包括煤粉燃烧，1三成的水相对较高的碳燃烬率以及与空气气氛下相当的烟气蒸气的容积和富氧气带入的水蒸气容积。温度。1)煤粉燃烧生成的水蒸气容积I1本文对常规热力计算方法进行改变，使其适用l1．124(4)于空气分离／炯气冉循环燃烧技术，并将该方法应用于煤粉存不同比例0／CO气氛下燃烧巾。式中：为煤粉中水分的收到基量。2)富氧气带人的水蒸气1OCO烧相关公式的建立与选取标准状况下富氧气的密度为1．852kg／m，则理论富氧气带人的水蒸气容积为：分析锅炉热力／-卜算方法发现，

5、0／CO代替空气而×丽÷：一0．0023d(5)进行计算将涉及到很多参数及计算关联式的改变．式中：d=lOg／kg，为1kg富氧气中所含的水蒸气的质其主要发生在辅助计算和烟气平均特性计算中(0，和c0混合气体也称富氧气)。公式推导中选取0，／量。所以总的水蒸气容积为：CO=21／79，当O／CO的比值变化时，具体数值可做l1．1+1．24+0．023V(6)相应改变，改变后的关联式如下16—1收稿日期：2008—05—09作者简介：刘1972～)，女，陕西户县人，大学学历，主要从岢暖通空调设计及项目管理。(5)理论烟

6、气量的计算2．2计算结果与分析=韪。+，+Ⅳ(7)应用改变后的公式对该锅炉在O／CO气氛下燃(6)实际烟气量的计算烧进行热力计算，煤粉在0／CO。气氛下燃烧与在空：=+(一1)V+0．023(O／一1)(8)气中燃烧的计算结果的对比情况见表2。0含量对理式中：O／为过量富氧气系数。论燃烧温度和比热容的影响见图l。(7)烟气中三原子气体、水蒸气的体积百分比表2O／CO气氛下燃烧与空气中燃烧的计算结果比较三原子体积百分比：rH【x100％(9)y项目(蕊)。jco~水蒸气体积百分比：。={x100％(10)，总的三原子气

7、体体积比：r=r+(11)(8)烟气质量的计算烟气质量是指1kg计算燃料扣除灰重后加上湿富氧气的质量。与空气中燃烧相比，计算烟气质量关联式有所改变，其表达式为：G_=1一871(12)㈣㈣式中：为煤粉中灰分的收到基量，1．871是1．852与0．01852两数之和，1．852是标状况下干富氧气的密度(kg／m)。一般假定在室温常压下1kg干富氧气中含水0．01852kg，所以1m干富氧气中含水为0．01852kg。故1．871实为lm湿富氧气质量(认为水在常温下尚未蒸发为水蒸气)。(9)温焓表的处理温焓表中RO、N：

8、、H：0的计算与在空气中燃烧相同。由于富氧气中只含有0：,Hco，其焓值的计算式为[]：2l25273O330／CO中()所占的比例／％(co)Q=0．79(c0)co+0．21(co)o(13)●●84图1O含量对6理论燃烧2温度和比热容的影响式中：(co)(co)、(co)分别为1Nm富氧气、CO一一量．)．f喜豢丑和O的焓值，kJ／kg。