直流煤粉燃烧器低负荷稳燃技术下的自动化控制策略分析与实践

随着能源需求的持续增长,环境污染和气候变化等问题日益凸显,促使能源领域寻求更高效、环保的解决方案。因此,深入探讨了直流煤粉燃烧器在低负荷燃烧技术方面的应用与优化,并分析其燃烧器工作原理。结果表明,通过采取一系列的自动化控制策略,并对其进行经济与环境效益评估,将能够提高能源转化效率、降低环境影响,为燃烧技术在现代化进程铺平一条清洁、高效的道路。

煤气—煤粉混合燃烧器燃烧特性数值模拟

火力发电厂进行灵活性调峰改造已是大势所趋,而火电锅炉在低负荷运行时存在煤粉燃烧强度不足、燃烧效率不高、污染物产生较多等的问题。并且我国机组在能源资源紧缺的现状下,如何节省燃料用量也显得尤为重要。因此研究大型火电锅炉低负荷新型稳燃技术具有十分重要的意义。本文将使用FLUENT软件对煤气—煤粉混合燃烧器燃烧特性进行数值模拟并对结果进行分析,探寻煤气煤粉混燃燃烧器稳燃的原理,将为煤气—煤粉掺烧锅炉优化运行提供一定参考。

双风道煤粉燃烧器的结构性能分析

为了有空间插入多种燃料输送管以满足燃烧多种燃料的需求,某煤粉燃烧器取消了中心风,采用了双风道结构;并且为了使高温二次风尽快地与煤风中的煤粉接触,将煤风道置于最外层;为了在操作时根据需要随时能够调节旋流度,该燃烧器净风采用万向可调的多个小喷嘴喷射,随时可以调节火焰形状,以满足窑工况变化或者熟料烧成的需要。实践证明,这种燃烧器一次风用量并非最小,性价比不高,但设计理念值得借鉴。

具有周界风的煤粉燃烧器气流特性及结构研究

为实现锅炉稳定燃烧和精细化燃烧调整,深入了解直流煤粉燃烧器射流特性,以四角切圆燃烧煤粉锅炉具有周界风的煤粉燃烧器及其二次风水平支管为研究对象,采用数值模拟方法模拟并分析了热态条件下节流柱高度、二次风门开度和风向挡板角度对气流特性的影响。结果表明:对于周界风喷嘴面积较小、二次风水平支管较粗的煤粉燃烧器,在二次风门位置增加节流柱,可有效提高周界风喷嘴的速度分布均匀性;二次风门开度对周界风喷嘴附近的气流速度分布无明显影响;燃烧器喷口增设风向挡板,可提高一次风刚性和周界风对一次风的保护。

旋流煤粉燃烧器一次风组件装配及工装

本文对一种前后墙对冲旋流煤粉燃烧器一次风组件装配工艺进行深入研究,从产品结构和材料特性进行分析,介绍了装配注意事项,设计出专用工装,使一次风组件的装配工艺更加科学、安全和合理,产品装配精度和生产效率得到大幅提高。

新型水平浓淡风低NO_x煤粉燃烧器在贫煤锅炉的应用研究

阐述了煤粉燃烧过程中NOx的生成机理,同时介绍了水平浓淡燃烧技术的思路和低NOx排放的原理。利用一种新型的二次风喷口水平摆动的水平浓淡风煤粉燃烧器对一台300 MW燃贫煤锅炉进行技术改造,并对影响NOx排放量和飞灰可燃物含量的各种因素进行了现场试验研究。通过试验,得到了一次风速、油二次风挡板开度、二次风配风方式、二次风水平摆角、燃尽风的投运、煤粉火嘴的切换、以及炉膛出口氧量等运行参数对飞灰可燃物含量和NOx排放的影响规律。试验结果表明,水平浓淡燃烧技术能大幅度降低NOx的排放量,同时能够保持较高的燃烧效率及很强的低负荷稳燃能力。

低NO_x燃烧器与常规直流煤粉燃烧器的NO_x生成特性的研究

对350 MW电站锅炉采用低NOx燃烧器和常规直流煤粉燃烧器的NOx生成特性进行了实验研究和数值模拟,结果表明:①最高温度、平均温度和中心温度等与炉膛高度的关系保持不变,即径向空气流分级不影响炉膛的燃烧特性;②采用低NOx燃烧器时,其炉膛中心的氧气浓度比采用常规直流煤粉燃烧器时要小;③炉膛截面平均NOx浓度和中心NOx浓度随炉膛高度的关系基本相似,但NOx最大浓度随炉膛高度的分布规律不同,采用低NOx燃烧器时NOx最大浓度明显与一、二次风布置有关,采用常规直流燃烧器的NOx最大浓度在燃烧器区域随高度分布呈现双峰形;④它们对应的平均NOx浓度最大值截面和平均温度最大值的截面的高度分别相同,但平均NOx浓度最大值截面比平均温度最大值的截面要低;采用低NOx燃烧器时,截面NOx浓度最大值区域比常规直流燃烧器有大幅度的减小;⑤低NOx燃烧器可比常规直流燃烧器降低NOx排放28.6%。

径向浓淡旋流煤粉燃烧器流动特性研究及应用

利用一维热膜风速仪系统测量了新型径向浓淡旋流煤粉燃烧器出口的湍流流场 ,研究了一次风率和旋流二次风率对新型旋流燃烧器单相冷态流场流动特性的影响。在燃用贫煤和烟煤采用不同一次风率 670t/h锅炉上工业性试验表明 ,径向浓淡旋流煤粉燃烧器具有高的燃烧效率、低的氮氧化物 (NOx)排放量 ,长期运行没有发现炉膛结渣和水冷壁管高温腐蚀 ,在燃用贫煤 52 %、燃用烟煤 50 %锅炉额定负荷下可长时间无助燃油稳定运行。

水平浓淡风煤粉燃烧器调节特性的数值模拟及工业性试验研究

采用近流线数值计算方法,对具有复杂喷嘴形状的水平浓淡风燃烧器在四角切圆流场中一次风射流的刚性进行了详细的数值模拟计算,并结合在300MW四角切圆煤粉燃烧锅炉上的应用和工业性试验研究,得出了通过调节侧二次风与一次风的动量比,来调节一次风射流刚性、控制一次风射流的偏斜,进而改善炉内燃烧两相流场、水冷壁壁面附近的烟气气氛,同时实现了防水冷壁高温腐蚀,提高了煤粉的着火。

水平浓缩煤粉燃烧器关键技术的试验研究

综述了国内外煤粉浓淡燃烧技术的研究及其在直流煤粉燃烧器上的应用情况，提出了浓淡煤粉气流的浓度比及二者的混合特性是实现水平浓缩煤粉燃烧的关键技术，并在１台３５ｔ／ｈ煤粉锅炉上进行了比较全面的工业性试验。最后介绍了在１台４１０ｔ／ｈ锅炉上的应用情况。

水平浓淡风煤粉燃烧器炉内空气动力场的试验研究

在１２５ＭＷ锅炉模拟试验台上，比较了水平浓淡风煤粉燃烧器在不同侧二次风风速下的炉内空气动力场，结果表明，侧二次风与一次风动压头之比在１～２．４之间时，炉内空气动力场变化不大，旋转气流切圆直径适中，充满度良好。侧二次风风速接近于三次风风速时，炉内旋转气流的切圆直径明显增大，气流旋转强烈，出现气流贴墙现象。热态运行时则易出现结渣和高温腐蚀，本文的研究为这种燃烧器的应用提供了依据。

淡一次风扩口角度对径向浓淡旋流煤粉燃烧器出口流场影响的试验研究

在气固两相试验台上采用先进的PDA测试系统对不同淡一次风扩口角度情况下径向浓淡旋流燃烧器出口气相速度、湍动能、颗粒粒径、颗粒浓度分布进行了测量 ,并分析了淡一次风扩口角度对燃烧器性能的影响 ,为工程应用和优化设计提供了参考性依据。

径向浓淡旋流煤粉燃烧器直流二次风对流场及NO_x排放的影响

针对径向浓淡旋流煤粉燃烧器直流二次风对出口冷态流动特性的影响进行了试验研究，并在一台２２０ｔ／ｈ 锅炉和一台６７０ｔ／ｈ 锅炉上进行了工业性试验．冷模试验表明，直流二次风对旋流燃烧器出口气流的流动和混合特性有重要影响，它可改变气流的旋流强度、中心回流区的大小，调节一、二次风之间混合的强弱．热态工业性试验研究了直流二次风对燃烧器出口区域的气氛场的影响，得出了直流二次风开度对燃烧器区ＮＯｘ、锅炉排烟中ＮＯｘ 及燃烧效率的影响规律．

一种既能保证煤粉燃烧器稳燃又能缓解炉膛结渣的方法

为使电站燃煤锅炉同时达到稳燃和防结渣的目的 ,开发了一种新型煤粉燃烧器 ,该燃烧器的特点是在喷口前利用撞击块进行煤粉浓淡分离 ,使其浓侧在向火侧 ,淡侧在背火侧 ,同时在喷口两侧加有与中间一次风具有一定夹角的侧边风。该文运用数值计算的方法 ,模拟了该燃烧器在不同负荷下调节侧边风时气固两相流动的变化 ,结果表明 :在高负荷状态下 ,投入侧边风可起到较好的防结渣作用 ;在低负荷状态下 ,关小或不投侧边风 ,浓淡煤粉燃烧器可起到较好的稳燃作用。因此 ,该燃烧器具有很好的稳燃与缓解炉膛结渣的效果 ,对开发应用新型稳燃器具有一定的指导意义。

直流煤粉燃烧器出口“三高稳燃区”内煤粉的浓缩现象

分析和计算了煤粉射入回流区后煤粉滞止减速和浓缩现象。它是直流煤粉火焰稳燃的基础。

导流板式煤粉燃烧器解决炉内结渣的数值试验

用投影法计算喷口出口和炉内空气动力场 ,用蒙特卡洛法计算了炉内的辐射换热 ,用有限差分法计算了对流换热和导热 ,最后求解出炉内的温度分布。数值试验结果表明 ,采用导流板式煤粉燃烧器 ,可有效减小炉内切圆直径 ,降低水冷壁附近的温度水平 ,防止炉内结渣的发生。在某 30 0 MW机组上的成功应用 ,验证了本数值试验的正确性。该方法的提出为解决大型电站锅炉炉内结渣问题提供了一条行之有效的途径。

煤粉浓淡旋流燃烧器空气动力学特性的数值模拟

将湍流重整化群 ε方程与 Zhang Jian提出的新代数应力模型结合 ,用于模拟煤粉浓淡燃烧器喷口强旋转流场。通过对 7个工况流场的计算 ,并与实验结果比较 ,得出燃烧器喷口流场随参数变化的规律 。

新型煤粉燃烧器冷态流场特性和热态实验

对端面旋流进风结构的新型煤粉燃烧器进行了冷态流场特性和热态中试实验。冷态实验结果表明 :端面旋流进风结构能获得对称、均匀的流场 ,燃烧器的进、出口结构对燃烧器内压力场和流场分布影响很大 ;出口直径的大小决定中心回流区域的大小 ;环形叶片进口位置的变化对燃烧器内流场的影响集中在燃烧器头部。热态实验表明 ,当煤粉粒径小于 0 .2 mm时 ,燃烧器内温度可达 16 0 0℃ ,能实现顺利排渣 。

中心风对旋流煤粉燃烧器性能的影响

通过冷态PDA试验，对不同中心风率下径向浓淡旋流煤粉燃烧器出口的速度及浓度场进行了测量，得出了中心风对燃烧器出口气固流动特性的影响；工业性热态试验研究了中心风对燃烧器出口温度及烟气气氛的影响，得出了中心风对燃烧和NO。排放的影响规律，为设计和运行提供了参考性依据。

百叶窗水平浓淡煤粉燃烧器浓淡气流分配的试验研究

百叶窗浓缩器结构参数对水平浓淡煤粉燃烧器的性能有很大的影响。建立了百叶窗浓缩器浓淡气流分配试验台。试验得到了百叶窗浓缩器叶片宽度及叶片布置形式变化时浓淡气流分配的变化规律;当百叶窗浓缩器的阻塞比、叶片倾角相同时,随着叶片宽度的增加,对气流的导向作用加大,浓淡风比值(RQ)增加;当叶片宽度、叶片倾角及叶片级数相同时,叶片布置形式对RQ的影响较小,但总的趋势为远离喷嘴出口处的叶片对气流的导向作用要大一些。