350 MW超临界直流炉旋流燃烧器配风优化控制技术

针对某电厂350 MW超临界直流锅炉掺烧煤种较多、炉内燃烧组织差、锅炉结焦严重、大渣飞灰可燃物偏高,从旋流燃烧器内外二次风配比、内外二次风旋向、外二次风挡板自动控制、挡板角度、二次风风箱风压、燃尽风比例进行优化调整。优化后,锅炉燃烧组织加强,炉内燃烧稳定,火焰充满度均匀良好,锅炉结焦减少,锅炉炉况明显改善,同时有效降低了未完全燃烧热损失,受热面换热效率明显提高,极大提高了锅炉效率,保证锅炉长时间安全运行,锅炉接带大负荷能力大大提高。

双调风燃烧器改造与调试

介绍了华能南通电厂1号锅炉双调风燃烧器的改造与调试情况。通过对燃烧器材料、调风机构、进风方式及调节等方面进行改造,经过冷、热态调试后,原燃烧器存在的问题基本得到解决,调风机构性能较好,锅炉燃烧状况得到改善,经济性提高,NOx排放值也得到降低。最后在加强稳燃、进一步降低NOx排放值以及防止停运燃烧器一次风喷嘴发生超温变形等方面对改造后的燃烧器提出了进一步的改进意见。

内外二次风量比对逆喷旋流燃烧器特性的影响

逆喷旋流燃烧器是一种同时将逆向射流稳燃技术和旋流稳燃技术耦合的适用于烟煤的低氮燃烧器,具有良好的节能减排效果,但是,目前该燃烧器的稳燃机理研究不深入限制了其进一步推广应用。其中内外二次风量比、逆向一次风率、旋流强度等是影响逆喷旋流燃烧器基本性能的关键因素。为了探究不同内外二次风量比对该燃烧器流场特性和燃烧特性的影响,通过等温模化原理,建立与原14 MW逆喷旋流燃烧器比例为1∶2的燃烧器模型,使用飘带网格方法测量了耦合回流区边界,使用Dantec Multichannel热线风速仪测量了平均速度分布和RMS(Root-Mean-Square)速度分布,根据耦合回流区边界和平均速度计算得出相对回流率,然后在燃用神府东胜烟煤的14MW逆喷旋流燃烧器上使用Testo 340烟气分析仪测量了预燃锥内沿程气体中NOx质量浓度和O_(2)体积分数分布。试验结果表明:随着内外二次风量比增加,耦合回流区的面积增大,长度不变,最大直径从0.67 D增加到0.87 D,相对回流率峰值从0.83增加到1.23,测量截面b的O_(2)体积分数增大,靠近预燃锥壁面附近NO_(x)质量浓度降低;在0.3≤X/D≤0.8的耦合回流区内平均速度较低但是湍动强烈,内外二次风量比2∶5在截面X/D=0.8附近脉动速度峰值达到最大,内外二次风量比10∶23和内外二次风量比10∶28均在截面X/D=0.75附近火焰稳定且强度较高,因此从流场特性和燃烧特性2个角度均表明,耦合回流区内0.3≤X/D≤0.8的区域起到稳定火焰的作用;靠近预燃锥壁面附近形成一个高速低湍流的空气保护层,且该区域O_(2)体积分数均大于7%,有利于防止壁面出现高温腐蚀现象。

预燃室旋流煤粉燃烧器低负荷运行燃烧特性试验研究

预燃室旋流燃烧器的燃烧特性与运行条件和操作参数密切相关,直接影响煤粉燃尽度和污染物排放,一直是工业锅炉系统关注研发的重点。为了探讨预燃室旋流燃烧器在低负荷运行下的燃烧特性及合理操作参数,以14 MW煤粉燃烧试验台架为基础,通过高温热电偶、烟气分析仪和高速摄像机对预燃室内的温度分布、组分体积分数分布及预燃室外的火焰形态进行测量,分析煤粉在预燃室内、外的燃烧过程,同时对其关键操作参数内外二次风量比进行优化。试验结果表明:低负荷运行下预燃室旋流燃烧器可实现煤粉稳定燃烧,同时预燃室内形成中心高温无氧强还原性气氛区域和边壁低温空气层,沿径向出现“风包火、火包粉”的燃烧状态,有利于抑制燃烧初期NO生成和保障燃烧器低负荷长期稳定运行;预燃室外形成稳定性较高的湍流扩散火焰,较长火焰行程及火焰锋面强烈热质交换有利于煤粉后续在炉膛内燃尽,且预燃室出口可避免高温腐蚀;同时在内外二次风量比为1∶2的工况下无氧区域半径最大R=171 mm与其他工况差异较小,而平均温度峰值为1 122℃,强还原性气氛中平均CO体积分数峰值为13.713%,明显优于其他工况,以及火焰行程中火焰长度为4 473 mm优于其他工况,有利于进一步降低NO含量和提高煤粉燃尽率,可作为预燃室旋流燃烧器在46%负荷、过量空气系数1.63,内二次风旋流数1.6运行条件下的最优工况。

基于三维物质点法的清洁煤燃烧时锅炉结渣特性模拟研究

作为煤炭需求大国,为更加有效清洁的利用煤炭资源,提高电厂安全运行效益和发电效率。采用三维物质点法,利用Mathematica构建包含锅炉、风、煤粉的三维物质点模型,并针对飞灰与锅炉壁的粘附过程,针对不同内/外二次风旋流强度与煤粉颗粒粘附数目的关系进行仿真模拟,注重分析个中机理,为锅炉改造、煤粉使用提供理论依据。

HALF-PAX旋流燃烧器冷态空气动力场试验研究

利用相似与模化原理,对某350 MW超临界燃煤锅炉配置的HALF-PAX型褐煤旋流燃烧器进行炉内冷态空气动力场试验,首次以同层燃烧器为试验对象,研究燃烧器喷口一、二次风的风速分布特性、风量调节特性,以及燃烧器喷口气流流动特性。试验结果表明,该型旋流燃烧器的一次风分配特性较好、二次风分配特性较差,内二次风风量过低且无法通过参数调整达到设计要求、二次风通道结构设计存在问题。依据试验结论进行优化调整后提高了锅炉煤种适应性,改烧烟煤时的稳燃性明显提高,锅炉环保经济指标得到进一步改善。