CFD模拟技术在陶瓷内衬多通道煤粉燃烧器中的应用

陶瓷具有耐高温的特性,多作为内衬应用在多通道煤粉燃烧器上来提高煤燃烧效率。本文通过CFD技术进行数值模拟,分析了温度、速度、NO流场的影响,验证了陶瓷多通道煤粉燃烧器的优越性。

多通道煤粉燃烧器的发展与使用

分析了回转窑内煤粉的燃烧过程，通过介绍多通道煤粉燃烧器的发展，详细阐述了三通道及四通道煤粉燃烧器工作原理，并提出合理使用的建议。

多通道逆喷旋流煤粉燃烧特性及NO_(x)排放试验研究

煤粉燃烧器是煤粉工业锅炉核心技术,也是实现煤炭在工业锅炉领域清洁高效利用的关键。为探究14 MW多通道逆喷旋流煤粉燃烧器的燃烧特性及NO_(x)排放特性,基于热态台架试验及14 MW煤粉工业锅炉工业试验,采用高温热电偶、烟气分析仪、高速工业摄像机和飞灰收集装置对预燃室内温度分布、组分浓度分布以及预燃室外火焰形态和尺寸、炉尾NO_(x)排放浓度和飞灰发热量进行测量,定量表征了该燃烧器的燃烧特性、火焰特性及NO_(x)排放特性。试验结果表明:(1)燃烧特性方面,逆向射流、旋转射流及预燃室技术的耦合,在预燃室内初级火焰区创造了高温(>1 200℃)、低氧(<1%)、高质量浓度CO(>50 000 mg/L)和低质量浓度NO_(x)(<300 mg/Nm~3)的强还原区,实现了煤粉在预燃室内的低氮、稳燃。紧贴预燃室壁面的直流外二次风形成了低于440℃的低温区域,其对于降低预燃室壁面温度、壁面高温腐蚀具有重要作用。(2)火焰特性方面,预燃室外燃烧火焰长度约为2 680 mm,火焰直径接近770 mm,火焰发散角为27.97°,火焰形态稳定、色泽明亮且具有一定的旋转刚性。火焰锋面上存在明显的褶皱,表明火焰锋面上的热质交换较为强烈,燃烧强度较为剧烈。(3)NO_(x)排放特性及燃尽特性方面,炉尾NO_(x)初始排放质量浓度为384 mg/Nm^(3)(O_(2)质量分数为9%条件下),再结合SNCR技术可将NO_(x)排放质量浓度降至164 mg/Nm~3(O_(2)质量分数为9%条件下),而此时炉尾飞灰低位发热量仅为540 k J/kg,计算得煤粉燃烧效率约为97.92%,具备低氮、高效的燃烧特性。