旋风炉空气动力学和烟气再循环数值模拟

旋风炉作为一种液态排渣炉,其空气动力学特性与煤粉炉存在显著差异,目前尚缺乏可有效指导旋风炉设计和运行的计算流体动力学(CFD)模型。对此,开发了一种旋风炉CFD数值模型,该模型通过渣层煤粒捕集模型将熔融渣层对煤粒的捕集作用结合在模型中。将该模型应用于某550 MW机组旋风炉的空气动力学特性和烟气再循环(FGR)优化设计研究。研究表明,旋风筒产生的强旋流场使炉内流场分布极不均匀,导致了炉内局部高温和水平烟道入口的严重结渣问题。因此,FGR喷口应根据炉内的不均匀流场和温度分布进行针对性设计,以有效消除炉内的局部高温区域。模拟计算和现场实施结果表明,通过FGR优化设计,炉膛局部高温和严重结渣问题得到了有效缓解。

旋风炉内气相燃烧及两相流动的数值模拟

在有反应两相流动及煤粉燃烧的全双流体模型 (PTF模型 ,pure two- fluid model)基础上 ,采用修正的 k- ε-kp 两相湍流模型 ,对旋风炉内的湍流气相燃烧 (甲烷和一氧化碳的燃烧 )及在气相燃烧条件下的两相流动进行了数值模拟研究 ,模拟结果表明 ,在有燃烧的情况下 ,在旋风炉的底部存在近壁回流区 ,该回流区有利于火焰稳定。气粒两相切向速度分布具有类似的 Rankine涡结构。该研究为煤粉燃烧的数值模拟奠定了基础。

燃用准东煤的旋风炉空气分级方式试验研究

为降低旋风燃烧NOx排放,需要在保证稳定液态排渣的前提下研究合适的空气分级方式。本文结合准东煤的黏温特性建立液态排渣模型,计算确定主燃区过量空气系数,并在1台旋风炉上开展空气分级燃烧试验。结果表明:液态排渣旋风炉燃用流变性好的准东煤时,主燃区过量空气系数可以减小到0.8;切向二次风采用"上大下小"配风,三级风率分别为20%、10%和10%,燃尽风率为30%~35%;主燃区到燃尽风喷口的停留时间应大于0.62 s;旋风炉采用深度空气分级燃烧时,NOx排放质量浓度可降低30%以上,锅炉热效率下降0.22%,主要由渣中未燃尽碳含量上升引起。

液态排渣立式旋风炉燃烧中脱硫研究

对液态排渣立式旋风炉燃烧中脱硫进行了实验研究．首次发现燃煤锅炉可以在液态排渣的高温条件下实现燃烧中脱硫，脱硫产物为硫铝酸钙，脱硫效率受燃烧温度、煤的灰分和煤灰中铝含量的影响．合适的脱硫温度为 １２００ ℃～１４００ ℃．适用于含硫小于 １．５％的煤．

旋风炉飞灰重熔法燃烧固硫的实验研究

通过立式旋风炉实验台研究以飞灰重溶的方法解决高温燃烧固硫问题的可行性 .实验发现 :影响高温固硫效率的主要因素是钙硫比和温度 .和循环流化床炉内燃烧固硫一样 ,随着钙硫比的增加 ,高温固硫效率提高 ,同时钙的利用率和锅炉燃烧效率下降 .与循环流化床炉内固硫不同 ,高温固硫的最佳燃烧温度范围在 1 30 0℃～ 1 40 0℃之间 ,这一窗口温度的存在是各种高温固硫机理联合作用的结果 .这一点和大多数文献报道的实验研究结果一致 ,实验研究同时发现 :飞灰主要组分 Al2 O3 ,Fe2 O3 和 Si O2 等都可以不同程度地提高高温固硫效率 ,但是它们的反应活性低于化学制剂 .

火电厂旋风炉掺烧铬渣后铬迁移规律研究

针对火电厂旋风炉掺烧铬渣高温熔融固化处理方式,采用X射线衍射仪(XRD)、X射线荧光光谱测试仪(XRF)、物理吸附仪和电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)等分析仪器对样品进行测试分析,研究煤和铬渣燃烧过程中铬元素所形成的多种含铬矿物质的转化规律。结果表明:有9种含铬矿物经过燃烧高温熔融后转变为5种,最终排出CrOCl、KCr3O82种铬矿物;底渣中Cr^(6+)质量比从3 772μg/g降至4.60μg/g,符合灰渣排放要求;在高温熔融过程中铬离子优先与卤族元素Cl、F结合,可能原因是铬的卤素化合物沸点较低;为了提高Cr^(6+)→Cr3+转化率,应在燃烧区域制造还原性氛围和酸性环境,尽可能多地形成Cr2O3中间体。

喷腾旋风炉冷态两相流场实验研究

用黄豆、大米、小米及８００－２００μｍ粒径玻璃珠代表粒径在５ｍｍ以下散煤，通过两相流场显示，热球风速仪流速测量和单颗粒轨道计算，探讨了底吹风与进煤量、底吹风与一次风的匹配关系，炉内冷态两相流场特征及气动力匹配规律，结果表明改进后的炉体结构更有利于强化燃烧，为热态试验提供了技术依据。

立式旋风炉三次风口治理的研究

分析了立式旋风炉的三次风口的烧损现象、工作条件、风口型式 ,经过对不同材料、不同形状的风口的讨论及实践 ,得出结论 :把非金属耐热烧结预件和密封钢板相结合 。

旋风炉烧制磷肥和饲料用磷酸盐

本文综述了旋风炉在供汽、发电的同时,烧制钙镁磷肥、钙镁磷钾肥以及饲料用熔融脱氟磷酸盐的国内外研究开发概况。在长期的生产实践中证明,该动力工艺联合装置,在技术经济上是合理的。同时,应进一步考虑管道磨损锅炉腐蚀,“三废”治理和综合利用等问题。而领导部门的重视,组织上和管理上的妥善协调,是推广这一新技术的关键。

垃圾焚烧飞灰旋风炉高温熔融处理技术

阐述了目前我国垃圾焚烧处理过程中飞灰处理所存在的问题。提出了一种已获得国家发明专利的垃圾焚烧飞灰旋风炉高温熔融处理及再生利用新技术。在一台75t/h旋风炉上的试验结果证明,该项技术能够分解飞灰中99.9%以上的二恶英,急冷熔渣、静电除尘器捕集灰以及尾气中二恶英含量分别为1-2ng-TEQ/kg、25-26ng-TEQ/kg和0.033ng-TEQ/m3。急冷熔渣及静电除尘器捕集灰中的重金属浸出毒性远低于国家环保标准,可作为建筑材料使用。采用煤粉作为辅助燃料,因而运行成本低,焚烧产生的热量经余热锅炉发电,可给企业创造可观的经济效益,符合目前国内垃圾焚烧厂实际情况。

旋风炉附烧铬渣的炉内过程

旋风炉附烧处理铬渣是国内近年来首创的一种彻底无害化处理，能耗低和处理量大的新型铬渣治理方法。该文对铬渣在炉内进行高温熔融还原过程的机理做出了初步分析。结果表明这一过程完全与燃烧过程耦合，着火段空间和壁上燃烧过程的场特性为Ｃｒ６＋＞Ｃｒ３＋的半程还原多相反应提供了合适的条件。回熔飞灰中残余Ｃｒ６＋是在渣膜熔体的碳直接反应过程中得以还原殆尽的。因而，优化燃烧运行工况的同时亦即使还原工艺条件予以优化。

旋风炉飞灰回熔系统

本文论述了一种旋风炉飞灰回熔系统,该系统用于处理含Cr废渣时回熔掉全部电除尘器收集的飞灰。依据颗粒轨道模型及旋风筒内流场的经验模型,提出了飞灰颗粒在旋风筒中运动特性的数值分析方法,最后给出了风灰射流的最佳参数。飞灰回熔效率达到70％以上。

垃圾焚烧飞灰旋风炉高温熔融试验研究

在1台75t／h旋风炉上进行垃圾焚烧飞灰高温熔融处理试验，采用煤粉作为辅助燃料，飞灰与煤粉质量比为2：8，试验结果表明，存旋风炉内温度达到1450℃，飞灰中的二恶英能够被彻底分解，急冷熔渣、尾气及静电除尘器捕集灰中二恶英浓度很低，分别为2～3ng—TEQ／kg、0．033ng—TEQ／m^3以及23～26ng—TEQ／kg，远低于现行国际、国内二恶英排放标准，可以安全排放。对急冷熔渣、尾部飞灰进行重金属浸出实验研究，发现重金属浸出量远低于国家危险废物浸出标准，说明急冷熔渣及尾部色灰可作为建筑材料循环利用。由于目前试验的旋风炉没有尾部脱硫、脱硝装置，所以试验过程中SO2、NOx排放浓度高，说明在未来的高温熔融炉尾气处理中需加入脱硫、脱硝装置，以控制NOx及SO2排放。

N型高效电除尘器在立式旋风炉上的应用

N型高效电除尘器通过采用N型芒刺线、进口浓度均布和出口二次除尘等技术,除尘效率可达99.9%以上,解决了一般电除尘器对高比电阻产生反电晕,致使除尘效率低下的问题。它特别适用于立式旋风炉等具有高比电阻特性的烟气除尘。

前置立式煤粉旋风炉低负荷单旋风筒运行水循环可靠性研究

本文论述了在１８０ｔ／ｈ前置立式煤粉旋风炉上所作的水循环试验。试验目的主要是检验该炉在单旋风荷运行低负荷时水循环的可靠性。试验结果表明：双旋风筒同时运行时，锅炉负荷Ｄ≥６１％Ｄ。时（Ｄ。额定负荷．下同）．不会出现水循环问题；单筒运行，另一筒投油．Ｄ≤４５％Ｄ。时．水冷壁管内出现停滞．不宜运行；４５％Ｄ。＜Ｄ＜５０％Ｄ。时．水循环可靠性较差，不宜长期运行；单筒运行．另一筒不投油．Ｄ≤５５％Ｄ。时，水冷壁管内出现倒流．也不宜运行。

风量控制在旋风炉配风系统中的应用

对旋风锅炉的配风系统控制进行了分析和研究,提出用风量参数代替风压进行控制,并进行了一次风量信号的确定,建立了合理的风量控制模型和配风系统综合控制模型,最终很好地实现了整个配风系统的控制。

WGZ220/9.8-12立式前置旋风炉改烧神华煤的试验研究

通过天津陈塘热电有限公司220 t/h旋风炉改烧神华煤技术论证和掺烧试验,对锅炉的运行可靠性和经济性进行了分析研究,结果表明:220 t/h旋风炉改烧神华煤改造是成功的,降低了燃煤成本,大大降低了SO2排放量,取得了可观的的经济效益和社会效益。

新型喷腾旋风炉煤燃烧实验研究

喷腾旋风燃烧是一种基于正交强旋流动原理的新型高效清洁燃煤技术。本文在以前工作的基础上，对炉体结构进行改进，并在改进的模型炉中燃用５ｍｍ以下散煤，进行了燃烧实验研究。用Ｋ型（镍铬－镍铝）铠装热电偶测量了炉内温度分布，用ＣＯＳＡ６０００ＣＤ气体分析仪测量了污染物排放，探讨了底吹风与进煤量，底吹风与１次风、２次风的匹配关系，并进行了效率分析。实验结果表明，改进后的结构更有利于煤的火焰稳定和强化燃烧，可以在小型燃煤炉中实现高效低污染燃烧。研究结果为进一步探讨喷腾旋风燃煤技术的机理并把该技术应用于生产实践提供了技术依据。

旋风炉SiC质炉衬损毁机理研究

热电厂旋风炉ＳｉＣ炉衬，由于受液态渣的侵蚀，在短期内损毁。本文研究了液态渣的物相、渣村的相互关系，认为ＳｉＣ炉衬的侵蚀机理：一方面由于增钙，液态渣变稀，渣中多钙、铝而少硅，对炉衬的渗透力强，能夺取ＳｉＣ中的硅，造成化学侵蚀；另一方面是由于旋风燃烧的作用，液态渣对炉衬的机械侵蚀。该研究结果为研制新炉衬提供了依据。

一种新型燃煤旋风炉的研究（英文）

清洁煤技术中如何提高小型燃煤炉的燃烧效率和降低其污染物排放，十分重要．作者领导的研究组提出和研究了一种新型旋风炉，称为“喷腾旋风炉”．和以往的旋风炉不同的是，它是一种相互垂直的双旋风流动组成的两级固排渣旋风炉．研究了燃用3～5mm的煤颗粒的高1200mm、直径400mm的小型炉．进行了冷态气粒两相流动的实验和数值研究，作为设计工具，取得了一次风、底吹风和二次风的流动的最佳参数．进行了煤燃烧实验．结果表明，火焰温度为1100℃（1373K）左右，低于煤的灰熔点．燃烧效率达到92％．NO排放为300×10^-6．因此所提出的燃烧炉可以作为家用和工业用高效率低污染燃烧装置．