微富氧环境 下混烧锅炉的传热特性研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第45卷第1期锅炉技术V0I．45．NO．12O14年1月B0ILERTECHN0L0GYJan．．2O14【燃料与燃烧】微富氧环境下混烧锅炉的传热特性研究方立军，武生(华北电力大学能源动力与机械工程学院，河北保定071003)摘要：为解决混烧锅炉运行中出现的一些问题，以某300MW煤粉与高炉煤气混烧锅炉为研究对象，在混烧锅炉热力计算方法的基础上，对纯煤粉和掺烧高炉煤气2种燃烧工况在助燃空气不同氧气体积分数下进行热力计算，分析氧气含量变化对理论燃烧温度、炉膛辐射换热，烟

2、道对流换热的影响，得出了可以通过提高助燃空气中氧气含量的方法来解决混合过程中出现的燃烧不稳定，煤粉燃烧不完全，热效率低等问题，而且无需改造锅炉各受热面。关键词：微富氧燃烧；混烧锅炉；热力计算；传热特性中图分类号：TK229．91文献标识码：A文章编号：1672—4763(2014)01—0026—05指出在富氧环境下，煤粉的着火温度会降低，燃0前言尽时间缩短，可明显改善煤粉着火及燃烧特性。高炉煤气混烧发电技术的出现，大大提高了国内外对煤粉锅炉在富氧环境下燃烧的研究E。钢铁生产过程产生的二次能源高炉煤气的利

3、用较多，而对富氧环境下混烧锅炉燃烧方面的研究率，开辟了高炉煤气合理利用的新思路。目前国却很少。内在役混烧锅炉的总容量在8000MW左右，潜以某钢厂自备电厂300Mw混烧锅炉为研在容量可达到15000Mw[1]，加强对高炉煤气与究对象，混烧锅炉可以在纯煤粉和掺烧高炉煤气煤粉混烧锅炉的研究十分重要。但在实际运行2种工况下运行，通过对2种工况在助燃空气中中，随着低热值高炉煤气的掺烧比例增加，炉内不同氧气含量气氛下的热力计算，研究了氧气含燃烧温度降低，燃烧不稳定、煤粉燃烧不完全、安量对混烧锅炉辐射换热、对流换热、

4、排烟温度、锅全性差、锅炉效率低等问题就会出现。这是因为炉效率的影响，此研究结果可为混烧锅炉的稳一方面，高炉煤气中含有大量N、CO等不可燃定、高效运行提供理论参考。气体在炉膛中会吸收燃烧生成的热量使燃烧温1研究对象度降低；另一方面，掺烧高炉煤气后燃烧生成烟气量增加，烟气流速增大，煤粉在炉膛内停留时该电厂锅炉采用了单汽包自然循环、四角布间缩短，因此在运行中一般把高炉煤气掺烧比例置的切向摆动式燃烧器、三级喷水减温系统、固限制在25以内，所以造成每年我国高炉煤气的态排渣；炉膛采用膜式水冷壁，炉后尾部布置两放散率仍

5、达到3O以上，其损失相当于200万吨台三分仓容克式空气预热器，还设有针对掺烧高以上标准煤。炉煤气的保护装置，采用中速磨正压直吹式制粉富氧燃烧是一种新的节能技术，一方面，助系统，同时具有掺烧(0～30O)高炉煤气的能燃空气中氧气含量的增大，会提高燃烧温度，使力。锅炉的技术参数见表1，煤种和高炉煤气成燃料燃烧更彻底；另一方面，助燃空气中氮气浓分见表2。对纯煤粉和掺烧高炉煤气202种工度的降低，也会减少生成的烟气量，降低排烟热况分别在助燃空气(O。／N)氧气体积分数21，损失，同时还能减少NO污染物的排放，在节

6、能21．5，22，234种气氛下进行热力计算，为和环保2个方面表现优异]。还有文献E4—5]了方便对计算结果进行分析，在热力计算中过量收稿臼期：2012—12—25；修回日期：2013—0410作者简介：方立军(1971一)，男，博士，副教授，研究方向为大气污染物控制和洁净煤技术。学兔兔www.xuetutu.com第1期方立军，等：微富氧环境下混烧锅炉的传热特性研究27空气系数a恒定为1．18，在计算结果分析中纯煤燃料的低位发热量，kJ／kg；粉燃烧工况被定义为工况一，煤粉掺烧20的高x——1kg固体(

7、液体)燃料的附加气体炉煤气燃烧被定义为工况二。燃料量，m。。富氧环境下混合燃料燃烧所需理论空气量、表1锅炉的主要技术参数实际生成烟气量的计算：项目数值Q过热蒸汽流量／(t·h)÷(C+0．375S)+8H一O过热蒸汽出El蒸汽压力／MPa．gVo--———1—一+过热蒸汽出口蒸汽温度／~cV(o·5CO+0·5H2+2CH—O2)(3)再热蒸汽流量／(t·h_1)再热蒸汽进／出i：l压力／MPa．gV一0．0189C+0．007S+0．008N+再热蒸汽进／出口汽温／~c0．111H+0．0124Mo+0

8、．01X×省煤器给水温度／~c(CO+CO2+3CH+H2+N。+0．005)+省煤器给水压力／MPa．gO∞叫驯0(n一1)V。+0．0161(口一1)V。(4)冷风温度／℃热风温度／~c式中：——混合燃料所需的理论空气量，Nm。／kg；表2煤种和高炉煤气成分V——实际生成烟气量，Nm。／kg；M——助燃空气中氧气的体积分数，。为了准确的得到屏式过热器的入口烟温，对炉膛划为3个区段，如下图1所示：图1炉膛分区示意图2计算方法