U高效煤粉工业锅炉可调炉温和低NOx燃烧研究

• 作 者: 池俊杰
• 机 构: 中国计量学院
• 出 处: 中国计量学院
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 煤粉工业锅炉 数值模拟 燃烧特性 可调炉温

高效煤粉工业锅炉是传统燃煤工业锅炉的升级换代产品,具有高效节能、污染排放低等优点。燃烧技术是高效煤粉工业锅炉的核心,煤粉燃烧器和炉膛是主要的燃烧设备。本文针对一种高效煤粉工业锅炉的燃烧器和炉膛,采用数值模拟与试验研究相结合的方法,对炉内的燃烧特性进行深入研究。　　首先,本文对一台带预燃室的新设计燃烧器进行了数值计算,获得了燃烧器内的温度场和回流区分布,结果表明预燃室采用水冷时其中心温度比无水冷时低100℃左右。对该燃烧器进行了热态温度测量,实测结果和计算结果基本相符。同时,由于对回流区挤压程度的不同,导致预燃室有水冷时,燃烧器回流区面积和回流量略大于无水冷时的工况。　　其次,本文对炉膛进行了数值模拟,研究不同绝热面积、不同锅炉负荷和不同燃尽风率对炉内燃烧特性的影响。不同绝热面积的模拟结果表明:额定负荷下,随着绝热面积的增加,炉内整体温度、绝热部分表面温度、炉膛出口烟气温度、煤粉燃尽率以及炉膛出口NOx排放量都相应升高,综合比较,隔热板占炉膛受热面比例在20％-40%之间比较合理。不同锅炉负荷的模拟结果表明:锅炉负荷降低时,只要有足够的绝热面积,就能将炉膛出口温度、绝热部分表面温度、煤粉燃尽率提升至与额定负荷时相近,甚至更高。不同燃尽风率的模拟结果表明:增加OFA喷口可以有效降低炉内NOx浓度,NOx浓度随着燃尽风率的增加而减小,燃尽风率为30%时,炉膛出口NOx浓度仅为269.8mg/Nm3,脱硝效率为22.28%。　　最后,对某一4t/h的煤粉工业锅炉样机进行了燃烧测试实验,实验结果表明:实验数据与模拟数据基本吻合,验证了预燃室壁面采用水冷,其中心温度比不设置水冷时低100℃左右,炉膛在敷设隔热板后炉内的温度水平得到了显著的提高,尾部烟气中NOx、SO2及烟尘排放量均大大低于国家 I类地区排放标准。