富氧燃烧条 件下锅炉燃料燃烧计算研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第44卷第1期锅炉技术V01．44．No．12013年1月BOILERTECHNOLOGYJan．，2013【燃料与燃烧】富氧燃烧条件下锅炉燃料燃烧计算研究闫凯，张建文(上海锅炉厂有限公司，上海200245)摘要：以常规锅炉燃料燃烧计算方法为基础，对富氧燃烧锅炉的燃料燃烧计算方法展开研究。通过将富氧锅炉与常规锅炉的热力系统进行比较，建立了进行富氧锅炉燃料燃烧计算的基本模型。在此基础上首先提出了富氧燃烧条件下燃料所需理论助燃剂量和理论烟气量的计算方法，随后进行了考虑烟气再循环

2、和不考虑烟气再循环2种条件下的实际烟气量的分析计算，其中包括各种烟气成分的体积量的计算，最后根据富氧燃烧锅炉热力系统的特点，推导出了富氧燃烧条件下烟气质量、烟气密度、飞灰质量浓度和烟气焓的计算公式。对富氧燃烧条件下锅炉的燃料燃烧计算进行了详细分析，为今后发展和完善富氧锅炉热力计算方法提供必要的理论基础。关键词：锅炉；富氧燃烧；燃料燃烧计算中图分类号：TK222文献标识码：B文章编号：1672—4763(2013)01—0035—06少前瞻性工作[3-4]，但整体仍处于探索性认识阶0前言段。这些工作主要着眼于富

3、氧燃烧条件下炉膛气候恶化是全球面临的共同威胁，全球环境含高浓度CO。和H。O等辐射气体的辐射换热特问题日益受到重视。温室效应导致全球变暖是性，利用新的辐射特性计算方法来对富氧燃烧锅人类面临的一个重要而又棘手的热点问题，它直炉整体进行热力计算和分析。这些研究均假设接关系到人类的生存和发展。大量科学研究已在锅炉系统中无漏人空气，即以理想的富氧燃烧经证实[1．2]，温室效应是由于以CO。为代表的温锅炉热力系统为研究对象。然而，从国内外多个室气体的大量排放所导致的。CO。主要产生于中试运行的富氧燃烧锅炉电站和中试试验

4、系统化石燃料的燃烧过程。电力生产是CO：最大的的实际运行情况来看，由于富氧锅炉系统在平衡释放源。世界上1／3的CO：是从燃煤电厂中排通风下运行，空气漏入锅炉是不可避免的。从今放出来的，故控制和减缓电力生产中CO：排放对后发展300MW及其以上等级的大中容量富氧于解决全球变暖和温室效应问题具有重要意义。锅炉的角度来看，漏人的空气量对锅炉热力计算富氧燃烧技术(又称O。／co。燃烧技术)以Oz和的影响是不可忽略的。因此，在本文中，以常规CO。混合气体代替空气作为助燃剂送入炉膛，与锅炉热力计算中燃料燃烧计算公式为框架

5、，结合矿物燃料混合进行燃烧，是减少二氧化碳气体排富氧锅炉热力系统的特点，提出了适合富氧燃烧放的一种行之有效的方法。在富氧燃烧产生的条件下锅炉热力计算的燃料燃烧计算方法，为今烟气中，CO：的浓度高达90％以上，可不需分离后发展和完善富氧锅炉热力计算提供必要的理而将大部分烟气中的CO。直接液化回收，有效地论基础。减少了温室气体的排放。同时，富氧燃烧技术还1富氧燃烧原理可以减少NO。和SO：等污染物的排放。由于富氧燃烧方式与常规燃烧方式的差别，对富氧燃烧富氧燃烧技术又称空气分离／烟气再循环技条件下锅炉热力计算进行相

6、关研究是非常有必术。研究成果表明，这种燃烧方式不仅技术上可要的。国内一些学者在这一方向上已经做了不行，而且在运行的经济成本上还有着相当的优收稿日期：2012—08—15基金项目：上海市科委项目(项目编号：1Idzl203600)；上海市优秀技术带头人项目(项目编号：IIXDl421600)作者简介：闷凯(1982)，男。博士，主要从事多相流动、电站锅炉性能计算等面的研究。学兔兔www.xuetutu.com锅炉技术第44卷势。对于大型电站而言，采用富氧燃烧技术，回所示。气体通过3种途径进入富氧锅炉炉膛，即收C

7、O：是相当具有竞争力的技术[5]。助燃剂(主要是O。)、再循环烟气(包括N：、o：、图1为富氧燃烧锅炉热力系统示意图。经COz、SOz和H。O等)和漏入的空气(包括N。、O。空气分离得到的O。与再循环烟气送人炉膛，与和H：O等)。由于再循环烟气能够起到调节富氧被携带进炉膛的煤粉充分混合、燃烧。燃烧产物锅炉炉膛温度和蒸汽参数等的作用，在某一负荷沿尾部烟道依次经过过热器、再热器和省煤器等条件下，通常会根据煤种特点以及炉膛温度要求受热面进行冷却。随后烟气分为两部分，一部分来确定烟气的再循环量，即O：与其它非助燃剂气

8、为用做调节炉内火焰温度的再循环烟气，另一部体的比例因煤种特点以及炉膛温度要求而不同。分经除灰、冷凝处理，然后经气一气换热器加热而在常规锅炉中，由于空气中0：和N：的比例固后进入制粉系统，与煤粉按一定混合比例进入炉定，在某一负荷条件下，通常只能通过改变空气通膛进行燃烧反应。与常规空气燃烧系统相比，富人量来达到调整炉膛温度水平和蒸汽参数等的要氧燃烧系统增加了空气分离制氧装置、烟气再循求。这一区别是富氧锅