煤粉气流着火存在最佳煤粉浓度的机理分析

对煤粉气流的着火过程进行了比较深入的理论分析。采用煤粉气流着火热量供需平衡的原理对存在最佳煤粉浓度的机理进行了讨论，并根据简单模型进行了近似计算。结果表明，煤粉气流所需热量与着火区供热量相等、火焰温度水平最高时的煤粉浓度为最佳浓度。分析计算的结论与试验结果是一致的。

煤粉气流着火机理及最佳煤粉浓度的分析

煤粉气流着火机理是煤粉燃烧的基础,最佳煤粉浓度是煤粉稳燃技术及燃烧器设计的重要参数.本文借鉴气体层流预混燃烧的分区着火机理,从层流煤粉燃烧火焰着火机制入手,阐明煤粉气流的着火机理.将煤粉气流燃烧过程分为一次、二次预热区和着火反应区、燃尽区等不同区域,认为煤粉着火主要受制于预热区和着火反应区;同时将不同区域的传热方式进行解耦,辨明了一次与二次预热区加热热量的不同来源.通过分区热量衡算,获得煤粉浓度对于煤粉气流着火影响的基本特性.提出以挥发分和少量焦炭燃烧热量作为着火供给热来评估煤粉气流着火状况的新思路,从而得到煤粉气流分区着火机理,并预测得到合理的最佳煤粉浓度.研究结果在氧燃料燃烧、高温空气燃烧和燃煤电站灵活性改造时的煤粉稳燃等方面,可提供高浓度煤粉燃烧技术的基础支撑.

高浓度煤粉火焰中煤质对最佳煤粉浓度的影响

高浓度煤粉火焰对装有浓淡燃烧器的煤粉燃烧系统的着火具有十分重要的作用。本文在一简化的燃烧系统和一配备浓淡燃烧器的1 MW切圆煤粉炉内进行了大量试验,研究了煤质对最佳煤粉浓度C_(opt)的影响规律,在该最佳煤粉浓度下燃烧系统具有最高的火焰温度及最低的飞灰含碳.试验结果表明:对于所有的高浓度煤粉火焰均存在一最佳的煤粉浓度,着火特性差的无烟煤的最佳煤粉浓度显著高于着火特性更佳的烟煤,该最佳煤粉浓度随着煤质发热量Q与挥发分V乘积的增大而降低,并存在一经验公式C_(opt)=1.069-0.051·10^(-5)·V·Q。

煤粉气流稳定着火的最佳煤粉浓度分析

文中按照组织煤粉燃烧的基本原则和湍流混合的基本原理,对煤粉气流着火存在最佳煤粉浓度进行了分析,研究了不同煤种一次风温与煤粉浓度之间的关系,得到了3种煤种在4种一次风温下对应的最佳煤粉浓度值,为煤粉燃烧的工程设计和应用提供了必要的实践依据。

采用组合式一次风管的制粉系统设计

常规的制粉系统一次风管总截面积无法调节,导致锅炉低负荷运行时一次风气流中煤粉浓度较低,燃烧不稳。针对这一问题提出了组合式一次风管的设计,该设计中对应单个燃烧器采用多管组合式送粉管道,并将对应的燃烧器改造为与管径相匹配的多喷口燃烧器,通过控制组合式送粉管道上的阀门,开关不同的送粉管来调节总的通流面积。根据这一设计分别给出了采用组合式一次风管的半直吹乏气送粉系统、半直吹热风送粉系统、中间储仓式乏气送粉系统和中间储仓式热风送粉系统流程图。采用组合式一次风管的制粉系统送粉管道总截面积可以随负荷变化而调节,当锅炉负荷降低煤粉量减少时亦减小送粉管道截面积,即维持最佳煤粉浓度保证稳定燃烧又维持一次风速在规定范围内防止煤粉沉积。