600mw 切圆锅炉lncfs系统低nox燃烧特性数值研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第45卷第2期锅炉技术Vo1．45，NO．22014年3月B0ILERTECHN0I0GYMar．，20l4【燃料与燃烧】600MW切圆锅炉LNCFS系统低NO燃烧特性数值研究白涛，孙保民，康志忠，郭永红，信晶(华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室，北京102206)摘要：通过数值模拟研究了不同燃尽风配风方式对600Mw四角切圆锅炉炉内流动、燃烧以及NO生成的影响。结果表明，采用LNCFS深度空气分级低NO燃烧系统，NO排放量可控制在400mg／m。(

2、6O)以下，较好地抑制了燃烧过程中NO的生成。深度空气分级燃烧方式主要通过抑制主燃区内挥发分N0的生成来控制最终的NO排放，但对焦炭燃尽后期NO生成影响较小。伴随剩余煤粉的燃尽，NO生成量又有所反弹，影响了炉膛出口最终的NO排放量。关键词：切圆锅炉；N0排放；焦炭中图分类号：TK229．6文献标识码：A文章编号：1672—4763(2014)02—0035-06对于目前发展的超临界以及超超临界机组0前言上应用了更为有效的低NO燃烧技术一空气分随着我国经济的发展以及电力需求量的逐年级燃烧技术，此燃烧技术

3、深化了炉内的空气分级增加，大量火电机组投入运行，一方面会消耗大量燃烧方式。在距主燃区上方6～8m内布置了分煤炭，使得我国煤炭资源的开发和利用较为紧张；离燃尽风SOFA且所占总风量大多高于2O9／6，为另一方面，煤炭的大量燃烧产生大量大气污染物。深度空气分级燃烧方式。对于采用INCFS低火电厂作为大气污染物(烟尘、SO和NO)的主NO燃烧系统的超临界锅炉已在我国投产很多要排放源之一。2007年我国火电SO：、烟尘、No且低N0燃烧效果较好。对于在四角切圆锅炉的排放量分别为1259万t、297万t、840

4、万t。预中应用较为广泛的LNCFS(IowNOConcentric计到2015年，将分别达到1310万t、1049万t、544FiringSystem)低NO同轴燃烧系统。INCFS万t以上。由此可见，火电大气污染物对环境的低NO燃烧系统采用水平方向的煤粉浓淡燃烧排放量将越来越大【J]。方式以及偏置二次风，在保证煤粉着火的同时，为了控制火电厂NO排放，国家采取了更为最大限度地推迟了煤粉与助燃空气的混合，有效严格的标准GB13223—2011，对N的排放制定地降低了着火初期NO的生成量。此外，采用沿了更

5、为严格的限值，规定2014年7月1日起现有炉膛高度方向的空气分级燃烧布置，对炉内整体火力发电锅炉执行N排放浓度为100mg／m~空气分布进行了优化，降低了燃烧过程中的NO的限值，2003年12月31日前建成投产或通过环生成量。某燃用神华煤的600Mw超临界锅炉，评审批的火力发电锅炉执行NO排放浓度为通过燃烧调整，NO排放能达到250mg／m。。对200mg／m。的限值。于某国产660MW超超临界燃用烟煤锅炉，通过炉内低NO燃烧技术中，空气分级燃烧技燃烧调整，NO排放能达到243mg／m3[。术改造方式

6、较为灵活，方法较为简单，新建机组通过数值模拟对具有LNCFS燃烧系统的超大多都以采用此方式，在主燃区上方布置燃尽临界600Mw四角切圆锅炉炉内低NO燃烧特风并通过调节燃尽风量来提高降低NO排放效性进行研究，分析燃烧过程中的低NO燃烧规果，同时这也是电厂常用降低N排放的改造律，为优化同类型机组的低NO运行方式提供一措施。定的指导和依据。收稿日期：2012—11—08；修回日期：2013—08—30作者简介：白涛(1981一)，男，博士研究生，主要从事煤粉锅炉高效低污染方面的研究。学兔兔www.xuetu

7、tu.com锅炉技术第45卷出口垂直截面，计算模型与模拟对象比例为1：1。1设备概况由于计算主要关注炉内燃烧情况，从而忽略了炉试验锅炉是从美国阿尔斯通能源公司引进膛上方存在的屏式过热器以及高位过热器。炉的600Mw摆动式四角燃烧技术制造，主要设计膛整体为规则长方体结构，可用技术上较为成熟参数见表1。设计燃烧烟煤。采用中速磨煤机、的结构化网格进行划分，如图2(a)所示。冷一次风机、正压直吹式制粉系统，煤粉燃烧器根据炉膛的结构特点，采用非一致化网格生为四角布置、切向燃烧、摆动式燃烧器。燃烧方成技术(即相邻

8、区域的交界面网格可以不一致)对式采用低NO同轴燃烧系统(INCFS)具体见图炉膛进行网格划分。把炉膛分为4个区域：冷灰1。LNCFS的主要组件为：紧凑燃尽风、可水平斗、主燃区、折焰角区以及炉膛上部区域，分别对这摆动的分离燃尽风、预置水平偏角的辅助风喷4个区域进行网格生成。非一致化网格优点在于嘴、宽调节比(WR)煤粉喷嘴。主风箱设有6层计算各区域可以根据需求布置网格疏密，不受相邻宽调节比煤粉喷嘴，在煤粉喷嘴四周布置有燃料区域影响。既可以满足计算精度的要求，