W型火焰鍋爐燃燒特性的研究.pdf

1、在我國(guó)已探明的煤炭?jī)?chǔ)量中，無(wú)煙煤約占15％。在能源日趨緊張的情況下，更好地利用這些資源，是今后研究的重要課題之一。W型火焰鍋爐由于采用了煤粉濃縮、長(zhǎng)火焰、分級(jí)送風(fēng)燃燒、敷設(shè)衛(wèi)燃帶等技術(shù)措施，有利于燃料的著火、火焰的穩(wěn)定以及燃料的燃盡，從而使鍋爐在煤種適應(yīng)性、低負(fù)荷穩(wěn)燃能力、飛灰燃盡率等方面的優(yōu)勢(shì)大大提高，在我國(guó)電站中得到了廣泛的應(yīng)用。 實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，W型火焰鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中存在著各種各樣的問(wèn)題：空氣與煤粉在燃燒后期混合較差，影響

2、燃燒的燃盡過(guò)程，導(dǎo)致鍋爐的燃燒效率不高，表現(xiàn)為飛灰含碳量大幅度提高，這有悖于W型火焰鍋爐燃燒無(wú)煙煤的原設(shè)計(jì)意圖；對(duì)干燥無(wú)灰基揮發(fā)分低的無(wú)煙煤，低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)還不能完全停用助燃油；爐膛溫度控制過(guò)高，鍋爐配風(fēng)存在不合理的地方，造成運(yùn)行中NOx排放量高，易結(jié)渣等問(wèn)題。因此，有必要研究W型火焰鍋爐的燃燒特性。 作者對(duì)國(guó)內(nèi)各W型火焰鍋爐運(yùn)行情況的分析研究表明，上述問(wèn)題的產(chǎn)生除與煤質(zhì)有關(guān)外，還與鍋爐爐膛及燃燒器的設(shè)計(jì)與布置(包括磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)

3、的選型設(shè)計(jì))有關(guān)。 本文針對(duì)陽(yáng)城國(guó)際發(fā)電有限責(zé)任公司350MW機(jī)組W型火焰鍋爐出現(xiàn)的磨煤機(jī)選型偏小、高負(fù)荷時(shí)穩(wěn)燃性能較差、飛灰可燃物含量高、省煤器出口氧量偏低、減溫水量偏大，鍋爐效率低等問(wèn)題，作者應(yīng)用燃燒理論分析了問(wèn)題的原因，提出了應(yīng)用高溫空氣燃燒理論而設(shè)計(jì)的煤粉濃縮預(yù)熱低NOx燃燒器進(jìn)行改造的方案。 高溫空氣燃燒技術(shù)是一種新型的燃燒技術(shù)，它在燃燒條件、反應(yīng)機(jī)理、火焰特征等方面均不同于傳統(tǒng)的燃燒技術(shù)，其核心是使得進(jìn)入燃燒

4、室的空氣溫度達(dá)到1000℃左右的高溫，并將燃料燃燒的前期和中期組織在一個(gè)還原性氣氛下。因?yàn)槿紵窃诟邷貤l件下進(jìn)行的，可燃范圍擴(kuò)大，含氧量只要大于2％，就可保證穩(wěn)定燃燒。燃燒過(guò)程類似于一種擴(kuò)散控制式反應(yīng)，不再存在局部高溫區(qū)，在這種環(huán)境下NOx生成受到抑制。同時(shí)在這種低氧環(huán)境下，火焰體積明顯增大，甚至可以擴(kuò)大到整個(gè)燃燒室空間，整個(gè)燃燒空間形如一個(gè)溫度相對(duì)均勻的高溫強(qiáng)輻射黑體。 依據(jù)高溫空氣燃燒理論設(shè)計(jì)的煤粉濃縮預(yù)熱低NOx燃燒器，其

5、一次風(fēng)煤粉氣流在出口前有一預(yù)熱室，利用射流卷吸燃燒器噴口外的高溫回流，煤粉在離開燃燒器前在燃燒器的預(yù)熱室中會(huì)被快速預(yù)熱至高溫。煤粉濃縮預(yù)熱低NOx燃燒器具有很寬的煤種適應(yīng)性，特別適用于揮發(fā)份低的煤種，它將煤粉濃縮和煤粉預(yù)熱結(jié)合起來(lái)，確保了煤粉的快速、穩(wěn)定著火，同時(shí)可以改善鍋爐燃燒效率，降低NOx的排放量，減輕或消除爐膛結(jié)渣等問(wèn)題。 在此基礎(chǔ)上，作者提出了陽(yáng)城國(guó)際發(fā)電有限責(zé)任公司W(wǎng)型火焰鍋爐燃燒器的改造方案。其核心技術(shù)思想是，充分

6、利用煤粉濃縮預(yù)熱低NOx燃燒器的優(yōu)勢(shì)，在目前無(wú)法保證煤粉細(xì)度的實(shí)際狀況下，盡可能地解決無(wú)煙煤著火難、穩(wěn)燃難、燃盡難的問(wèn)題，體現(xiàn)在以下方面：(1)通過(guò)卷吸燃燒器噴口外的高溫回流對(duì)一次風(fēng)粉混合物進(jìn)行預(yù)熱，提高其初溫；(2)適當(dāng)提高一次風(fēng)粉混合物的噴出速度，延長(zhǎng)煤粉在爐內(nèi)的停留時(shí)間；(3)通過(guò)調(diào)整各擋板開度及時(shí)補(bǔ)充二次風(fēng)。 盡管受實(shí)際條件的限制，針對(duì)陽(yáng)城國(guó)際發(fā)電有限責(zé)任公司W(wǎng)型火焰鍋爐燃燒器的改造方案尚未付諸實(shí)踐，但是分析表明，該方案