大容量锅炉高效低NOx旋流煤粉燃烧技术

《大容量锅炉高效低NOx旋流煤粉燃烧技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、大容量锅炉高效低NOx旋流煤粉燃烧技术编写:曾令艳博士陈智超博士后校对：孙锐教授博导审核：李争起教授博导批准：秦裕琨院士哈尔滨工业大学燃烧工程研究所2011年4月旋流燃烧技术的原理旋流式燃烧器是其出口气流为旋转射流。气流旋转的情况有两种，一种是一次风粉气流和二次风都旋转，一种是二次风旋转而一次风为直流。旋转气流离开燃烧器喷口进入炉膛后，在中心处形成回流区，卷吸炉内的高温烟气至燃烧器喷口附近，加热并点燃煤粉。并但，二次风不断和一次风粉混合，使燃烧过程不断发展，臻于燃尽。除了中心回流区的高温烟气卷吸外，在燃烧器喷出气流的外围也有高温烟气被卷吸。旋流燃烧器依靠高温回流区作为稳定的热源，提高

2、了火焰稳定性，并可以单独组织燃烧。2.NO兀形成及分类对于大型煤粉锅炉，NOx主耍分为燃料型NOx、热力型NO兀及快速型NO兀三种。燃料型NO兀是由燃料中N元索转化生成的，它在挥发分着火后便开始生成，主要受煤种和过量空气系数的影响。随着过量空气系数的增加，燃料型NOx生成量增加，而且挥发分高的煤种受过量空气系数的影响高于挥发分低的煤种。热力型NCK是由燃烧空气屮的N2在高温下生成的，它与温度关系很大，在温度小于1500°C时生成量很少，当温度人于1500°C时，生成量明显增加，同时热力型NOx的牛•成量也随着过量空气系数的增加而增加。快速型NO兀是燃烧时产生的坯(CN)等撞击燃烧空气

3、中的氮气分子而产生CN、HCN,然后CN、HCN在火焰峰面处被氧化生成NOx。燃料型NO兀占全部NCk的70%〜85%,热力型NCk占15%〜20%,快速型NOx一般小于5%,因此在煤粉炉中一般不予考虑。3.前苏联锅炉采用的旋流燃烧器前苏联锅炉采用的旋流燃烧黠多为蜗壳型旋流燃烧器，例如北京高丿

4、:电厂采用的双蜗売燃烧器、神华绥屮电厂的切向叶片型燃烧器以及国华盘山电厂应用的切向可调叶片型燃烧器均为前苏联生产的产品。神华绥屮屯厂燃烧器结构如图1所示，燃烧器由4个通道组成，由内向外，屮心投入中心风，并装有火焰监视器；第2层投入煤粉和一次风；第3层投入循环烟气；第4层投入二次风。屮心风、一次

5、风、循环烟气均通过设置的轴向旋流叶片产生旋流，旋流叶片轴向角均为40°,且不可调。二次风通过切向旋流叶片产生旋流，旋流叶片的角度可调。锅炉机组共配备48只旋流煤粉燃烧器，分4层对冲布置在炉膛的前、后墙，每层装有12只。1.二次风2.烟气3.一次风4.屮心风图1神华绥中电厂燃烧器结构1.中心管2.一次风通道3.二次风可调叶片4.二次风通道5.一次风固定叶片图2国华盘山电厂燃烧器简图国华盘山电厂燃烧器结构如图2所示，屮心管内是油枪和火检，一次风通道内装有轴向固定叶片，叶片设计角度为45。，二次风通道内装有切向叶片，叶片角度可进行手动调节。图3是一次风通道现场照片。一次风粉混合物进入燃烧器

6、后，受轴向叶片的作用，产生一定的旋转。二次风切向进入燃烧器，经过环形通道，与一次风同方向旋转，一次风脱离一次风喷口后，被二次风卷吸，在预混段混合，一起喷入炉膛。其中，二次风叶片角度可通过手动调节装置进行调节，来改变进入炉膛气流的旋流强度。图3国华盘山电厂燃烧器一次风通道照片3・北京巴威公司采用的旋流燃烧器北京巴威公司采用的旋流燃烧器多为强化点火双调风燃烧器(EI・DRB),例如神华内蒙古国华准格尔发电厂、西柏坡电厂#2炉、邯郸电厂#11、#12炉、宁夏人坝发电厂#1炉。强化点火双调风旋流燃烧器(EI-DRB)的结构如图4所示。煤粉气流在一次风管内经导向器和圆锥导向器后以直流的形式喷入

7、炉膛。二次风分成两部分，内二次风道屮设有轴向可动叶片，外二次风道屮安装可调节的切向或轴向叶片，使内、外二次风旋转。一•般，一次风量占15%〜30%,内二次风量占35%~45%,外二次风量占55%〜65%。通过调节内外二次风的比例和气流的旋转强度，可以调节一、二次风的混合。1-导向器2-均流装置3-调风盘操作杆4-内二次风轴向叶片5-外二次风切向叶片6-外二次风通道7-内二次风通道8-窥视孔图4强化点火双调风旋流燃烧器（EI・DRB）的结构示意图2.锅炉运行存在的问题及原因分析1）前苏联锅炉蜗壳型旋流燃烧器前苏联锅炉投运后，统£各厂上下的共同努力，机组能够达到额定负荷岀力，煤粉燃烧效率

8、高，运行安全、稳定，但还存在低负荷稳燃能力差，排烟中NO兀含量较高及点火用油量大等问题。例如国华盘山屯厂，国家屯站燃烧工程技术研究中心在2005年8月测得#1锅炉尾部排烟中NO兀平均含量为599.5mg/Nm3；华北电力科学研究院在2006年4刀测得#1锅炉尾部排烟中NOx平均含量为490.5mg/Nn?,未达到当地对环保减排的要求。产生以上问题的主要原因是现用的切向可调叶片型旋流燃烧器是早期产品，技术落后，该燃烧器对NO兀影响分析如下：旋流燃烧器依靠旋转