低化學(xué)當(dāng)量比下二次風(fēng)配比對旋流燃燒器燃燒特性的影響.pdf

1、目前中國能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)仍以煤炭為主,煤炭的主要利用形式是直接燃燒供熱和發(fā)電。煤碳燃燒產(chǎn)生的危害巨大的NOx排放量逐年增長,需要大力發(fā)展經(jīng)濟高效、運行可靠、易于大規(guī)模應(yīng)用的NOx控制技術(shù)。低NOx燃燒器和空氣分級燃燒技術(shù)由于其安裝和運行的經(jīng)濟性而得到了大量的應(yīng)用。為了獲得更好的NOx控制效果,通常將這兩種技術(shù)聯(lián)合使用,在此情況下低NOx燃燒器處于化學(xué)當(dāng)量比小于1的工作條件下,而目前對于處于低化學(xué)當(dāng)量比下的低NOx燃燒器的燃燒性能和NO

2、生成特性及相關(guān)運行因素的影響的研究很少。
　　本文在一臺采用中心給粉旋流燃燒器的熱態(tài)實驗系統(tǒng)上,通過對爐膛內(nèi)不同位置的局部平均煙氣組分(O2、CO、NO),煙氣溫度,焦炭燃盡率和元素(C、N)釋放率的測量及分析,研究了低化學(xué)當(dāng)量比條件下化學(xué)當(dāng)量比(SR)和內(nèi)外二次風(fēng)比例(RSA)對燃燒器主燃區(qū)的煤粉燃燒過程及NO生成過程的影響,同時考察了低化學(xué)當(dāng)量比對煤粉著火性能、火焰中心位置及近燃燒器區(qū)域水冷壁結(jié)渣傾向的影響。為準確描述低化學(xué)當(dāng)

3、量比下的焦炭燃燒及NO生成過程,文中提出了界定旋流煤粉火焰中富燃料區(qū)域的方法;定義了衡量釋放出的N元素被轉(zhuǎn)化為NO程度的參數(shù)CRreNO。
　　富燃料區(qū)域內(nèi)焦炭燃盡率變化劇烈,是揮發(fā)分和焦炭異相反應(yīng)的主要場所。在近燃燒器區(qū)域的截面上,在不同的SR下,NO濃度的峰值都出現(xiàn)在鄰近O2峰值的區(qū)域中。整體的NO排放濃度隨SR的減小而下降,主要原因為不同區(qū)域中N元素釋放率隨著SR的減小而下降,同時釋放出的燃料N向NO的轉(zhuǎn)化率隨著SR的減小而

4、迅速下降,其中,后者是主導(dǎo)因素。SR的降低并沒有明顯的影響中心給粉旋流燃燒器的著火性能,但使得爐膛內(nèi)的火焰中心位置明顯向下游移動,同時加劇了近燃燒器區(qū)域的結(jié)渣傾向。綜合分析試驗結(jié)果,得出兼顧經(jīng)濟性能,環(huán)保性能和安全性能的最優(yōu)化學(xué)當(dāng)量比為0.862。
　　RSA對主燃區(qū)煤粉燃燒特性及NO生成和還原特性有著顯著的影響。RSA越大,二次風(fēng)與一次風(fēng)的混合點越早,混合強度越大,二次風(fēng)中的O2更早地補充進富燃料區(qū)域,因而RSA較大的工況在燃燒