燃用低揮發(fā)分煤中心給粉旋流燃燒技術(shù)研究.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：TK224學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：621.18密級：公開工學(xué)博士學(xué)位論文工學(xué)博士學(xué)位論文燃用低揮發(fā)分煤中心給粉旋流燃燒技術(shù)研究博士研究生：李松導(dǎo)師：李爭起教授申請學(xué)位：工學(xué)博士學(xué)科：熱能工程所在單位：能源科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期：2016年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)摘要I摘要我國的大氣污染為典型的煤煙型污染。采用旋流燃燒器的鍋爐在燃用低揮發(fā)分煤時，NOx排放較高。采用燃盡風(fēng)技術(shù)降低NOx排放來滿足環(huán)保要求

2、時，難以形成中心回流區(qū)，使低揮發(fā)分煤的著火和穩(wěn)燃變差，并導(dǎo)致水冷壁結(jié)渣及高溫腐蝕、鍋爐效率下降等問題。針對上述問題，本文利用IFA300二維恒溫式熱線（熱膜）風(fēng)速儀和溫度示蹤裝置進(jìn)行了冷態(tài)單相?；囼?，利用Fluent軟件對爐內(nèi)燃燒和NOx生成特性進(jìn)行了數(shù)值模擬，開發(fā)出了深度分級條件下適用于燃用低揮發(fā)分煤的中心給粉旋流燃燒技術(shù)及參數(shù)，并將研究成果應(yīng)用于5臺燃用低揮發(fā)分煤的300MW鍋爐，通過工業(yè)冷態(tài)空氣動力場和工業(yè)熱態(tài)試驗，研究了燃燒器

3、出口中心回流區(qū)及射流邊界、爐內(nèi)的燃燒和NOx生成特性。通過冷態(tài)單相?；囼灒槍θ加玫蛽]發(fā)分煤中心給粉燃燒器，對內(nèi)二次風(fēng)擴(kuò)口長度和內(nèi)二次風(fēng)旋流強度進(jìn)行優(yōu)化，得出了能形成中心回流區(qū)的燃燒器運行及結(jié)構(gòu)參數(shù)，緊靠其出口區(qū)域均能形成一個穩(wěn)定的、沿燃燒器軸線基本對稱的“心”型回流區(qū)，起始點均與外二次風(fēng)出口存在一定距離。在不同燃盡風(fēng)量、內(nèi)外二次風(fēng)率比及內(nèi)外二次風(fēng)葉片角度下，回流區(qū)的最大長度介于燃燒器模型外二次風(fēng)擴(kuò)口直徑的1.7~2.1倍之間，最大直

4、徑介于外二次風(fēng)擴(kuò)口直徑的0.8~1.0倍之間，射流擴(kuò)展角介于64~93之間。在300MW鍋爐上冷態(tài)動力場工業(yè)試驗表明：在不同燃盡風(fēng)量及外二次風(fēng)葉片角度下，回流區(qū)的最大長度介于外二次風(fēng)擴(kuò)口直徑的1.4~1.9倍之間，最大直徑介于外二次風(fēng)擴(kuò)口直徑的0.8~1.4倍之間，射流擴(kuò)展角介于67~96之間，可保證低揮發(fā)分煤的及時著火和穩(wěn)定燃燒。通過實驗室單相?；囼灴芍弘S燃盡風(fēng)量、內(nèi)外二次風(fēng)率比和外二次風(fēng)葉片角度增大，或內(nèi)二次風(fēng)葉片角度減小，均使

5、得相應(yīng)的旋流數(shù)降低，回流區(qū)尺寸減小，軸向、徑向及切向速度峰值和相對回流率均呈減小趨勢，最大相對回流率介于1.3~3.6之間。一、二次風(fēng)氣流的混合程度減弱，一次風(fēng)濃度呈增加趨勢，而最大混合速度呈減小的趨勢，在沿射流方向的測量截面上，軸向最大混合速度介于0.7~1.4之間。通過對某燃用無煙煤和貧煤混煤的300MW鍋爐進(jìn)行熱態(tài)模擬，給出了鍋爐負(fù)荷、燃盡風(fēng)率及爐膛出口氧量對爐內(nèi)燃燒和NOx生成特性的影響。模擬結(jié)果與工業(yè)試驗結(jié)果吻合情況較好。采用