低NO_x煤粉燃烧器技术的研究进展与前景展望

针对日益严格的氮氧化物排放标准,从直流燃烧和旋流燃烧两个方面,介绍了目前国内外较先进的低NOx煤粉燃烧器的技术特点、应用状况及其优缺点,从而提出进一步研究的方向,以开发适应我国国情的低NOx煤粉燃烧器。

新型低NO_x浓淡型双调风旋流燃烧器的研究

对新型低ＮＯｘ 浓淡型双调风旋流燃烧器的结构及特点进行了理论分析，并利用冷态等温模化技术进行了气固两相流动模拟实验；对沿周向的浓淡煤粉分布和稳燃环的工作机理进行了实验研究和理论分析，初步了解了低ＮＯｘ 燃烧和低负荷稳燃的机理。

旋流煤粉燃烧器低NO_x排放的设计分析

分析了我国电站锅炉低NOx旋流燃烧器的使用状况和NOx排放现状,总结了旋流燃烧器实现低NOx燃烧的技术要素。分析表明,二次风的配给、一次风的浓缩、一次风喷口结构和一次风预热等是降低NOx排放的重要措施。同时,讨论了低NOx旋流燃烧器的研究发展方向,可为旋流燃烧器的选型和设计提供参考。

600MW前后墙布置燃烧器锅炉的NO_x排放特性及其影响因素的分析

以2台600 MW超临界机组前后墙布置燃烧器的锅炉为研究对象,采用现场燃烧调整试验方法,进行了氧量、燃烧结构参数(包括一次风速、中心风量、二、三次风风量和二次风旋流强度等)、磨煤机运行组合方式、燃尽风量、煤质变化等运行条件对锅炉NOx排放特性影响的试验研究;采用统计分析方法对各种影响因素进行了定量分析和比较.结果表明:锅炉的运行氧量、磨煤机组合投运方式变化、燃尽风量是影响锅炉NOx排放浓度的主要因素,煤质的变化也不可忽视,经比较,燃烧器结构参数变化的影响较小;通过对主要因素的控制,可以显著降低锅炉NOx排放浓度,同时实现高锅炉效率.

旋流煤粉燃烧器低NO_x排放技术

详细分析了煤粉燃烧的特点及其燃烧产物NOx的生成机理,从实用性与高效性上,对各种目前研究与应用的控制旋流煤粉燃烧NOx排放的技术,如低NOx旋流煤粉燃烧器、空气分级、再燃和尾部烟气脱硝等进行了介绍,联系运行的实际情况进行比较分析。

2070t/h旋流燃烧锅炉的低NO_x燃烧优化

针对电站锅炉实施低NO_x燃烧改造后出现的燃烧效率下降和减温水量增大等问题,在1台容量为2 070t/h的旋流燃烧锅炉上完成了优化调整试验。通过对锅炉制粉系统和二次风配风的优化调整,使各负荷工况下的锅炉效率均在92.2%以上,SCR入口NO_x浓度均在250mg/Nm^3以内,锅炉再热烟气挡板开度增大50%以上,并且再热减温水量都在20t/h以下;中、高负荷工况下锅炉过热减温水总量分别下降57.3t/h和95.2t/h。

低NO_x旋流燃烧器的研究进展

随着分级燃烧和高浓度煤粉燃烧技术的不断进步,低NOx旋流燃烧器得到了不断发展和完善。本文对国内外典型的低NOx旋流燃烧器的研究进展做了总体回顾,总结了低NOx旋流燃烧器的发展趋势。

9E燃气轮机低NO_x燃烧技术及应用

介绍了干式低污染燃烧器及低NO_x燃烧技术。装配在9E燃气轮机上的干式低污染燃烧器,摒弃了常规扩散燃烧方式,改为均相预混的湍流火焰传播燃烧方式,在燃用天然气的机组负荷超过50%额定负荷时,其NO_x的排放质量浓度可控制在37 mg/m^3以下,低于国标要求的50 mg/m^3的限值。

多次分级中心给粉旋流煤粉高效低氮氧化物燃烧技术

为了实现煤粉高效燃烧和低NOx排放,将中心给粉旋流燃烧器与燃烬风技术相结合,形成多次分级中心给粉旋流燃烧技术。阐述多次分级中心给粉旋流煤粉燃烧技术原理和特点,并指出该技术不仅可以大幅降低NOx排放,同时还具有燃烧效率高、防止结渣和高温腐蚀的优点,并通过实验室试验和工业试验验证该技术的原理。在实验室和实际锅炉上,采用飘带示踪法对不同燃烬风率和外二次风叶片角度下的空气动力场进行测量。试验表明,该燃烧器可以在燃烬风率为25%时可以形成稳定的中心回流区,回流区随着外二次风叶片角度减小而增大。采用三维激光多普勒动态粒子分析仪对采用多次分级技术条件下中心给粉旋流燃烧器出口气固流动特性进行测量。试验表明,颗粒相对数密度峰值出现位置靠近燃烧器中心位置。在一台600 MW机组锅炉上进行热态试验。试验表明,煤粉在距离喷口约为0.1 m位置着火,具有较强的稳燃能力。同时,介绍该技术的应用情况。

一种低NOx旋流燃烧器流场特性的研究

介绍了国内某锅炉厂按引进日立-巴布科克公司技术制造的HT-NR3低NOx燃烧器的基本情况及其主要结构特点,并对这种燃烧器进行了试验研究.结果表明:该燃烧器的回流区为中间环状回流区,煤粉浓度分布为外浓内淡,与其回流区相匹配,具有良好的着火及燃烧特性.实际运行表明,该燃烧系统具有很好的低NOx特性,可以满足国内燃煤锅炉的低NOx排放要求.

典型旋流燃烧器低负荷稳燃特性试验

本文以某低氮旋流燃烧器为研究对象,采取试验和数值模拟的方法,研究了三次风旋流叶片角度对燃烧器喷口流场分布、喷口温度场分布以及CO、NOx生成特性的影响。结果表明:随着三次风旋流叶片角度从20°增加至50°,旋流加强,燃烧器喷口气流回流量增加,卷吸能力增强,当三次风旋流叶片角度增加至60°以后,燃烧器喷口气流出现飞边的现象,卷吸能力反而变弱;当三次风旋流叶片角度为50°左右时,高温烟气离燃烧器喷口最近,约为1.4 m;随着三次风旋流叶片角度的增大,其CO生成浓度(体积分数)呈先降低后增加的趋势,其NOx生成浓度呈先升高后降低的趋势,当三次风旋流叶片角度为50°左右时,其CO生成浓度达到最低,其NOx生成浓度达到最高,由此可以推测出,适应于锅炉低负荷稳燃的最佳三次风旋流叶片开度为50°左右。在某660 MW锅炉上进行现场试验,燃烧器三次风旋流叶片角度由0~30°调整至50°后,相同运行条件下锅炉最低稳燃负荷由25%额定负荷降低至20%额定负荷,低负荷稳燃能力明显提升。

浓淡型双调风旋流燃烧器低NOx特性分析

利用冷态等温模化技术对浓淡型双调风旋流燃烧器进行了模拟实验研究。根据实验结果,对双调风旋流燃烧器的结构及特点进行了分析,研究了此种燃烧器的分级送风和浓淡燃烧技术的特点以及稳燃环所起的重要作用。

低旋流多喷嘴燃烧器性能实验

对燃气轮机低旋流多喷嘴燃烧器的性能进行了实验,分析了当量比和喷嘴出口气流速度对燃烧室压力脉动、排温和排放的影响.结果表明,低旋流多喷嘴燃烧器运行时存在稳定燃烧区、不稳定燃烧区和回火区.随着当量比的减小多喷嘴燃烧趋于不稳定,压力脉动幅值增加,主频降低.随着喷嘴出口气流速度的增加,燃烧趋于稳定,压力脉动幅值减小,主频增加.喷嘴出口气流速度大于12m/s时,多喷嘴燃烧器不存在不稳定燃烧工况.低旋流多喷嘴燃烧器NOx排放与绝热火焰温度呈对数线性相关,且NOx排放随火焰温度的变化比单喷嘴小.

600MW机组对冲燃煤锅炉尾部CO浓度偏高的调整试验

某超临界600 MW机组旋流对冲燃烧锅炉低氮改造后,由于运行调整不理想,致使锅炉尾部C O浓度偏高且N Ox 排放未达到预期目标.分析认为,其主要原因是锅炉沿炉膛宽度及深度方向氧量分布不均所致.对此,根据燃烧器改造后的结构特点,对燃烧器参数进行优化调整,在保证NOx 排放的前提下将锅炉满负荷时尾部 CO 浓度由2000μL/L 左右降至100μL/L以下,飞灰可燃物含碳量降至0．5％以下,锅炉效率提高0．8百分点,NOx 排放浓度由改造前的400~450 mg/m3降至250 mg/m3左右.

超临界对冲旋流燃烧锅炉低氮改造

为了降低进入SCR(选择性催化还原)装置的NO_x浓度,拟对某电厂600 MW超临界锅炉进行低氮燃烧器改造,在改造前对NO_x排放浓度高的原因进行分析,同时提出3种备选改造方案并进行数值模拟研究,最后确定最优方案,即:保持原来燃烧器数量、位置不变,减小各次风的通流面积(风速不变),使主燃烧器区域过量空气系数为0.85,更换先进的低氮燃烧器,在原来的位于34.724 m标高位置的16只SOFA(分离燃尽风)风口中只保留两侧墙的6只,并在标高39.350 m处布置一层SOFA燃尽风(12个喷口)。改造后进入SCR的NO_x平均质量浓度约为400.7 mg/m^3,与数值模拟计算结果误差为12.8%,说明数值模拟计算结果具有参考意义。

弱旋流燃烧器流场特征和污染排放研究

弱旋流燃烧技术具有极低的NOx污染排放能力,是未来燃气涡轮发动机低排放贫油预混燃烧组织方案之一。为了深入理解弱旋流流场特征和燃烧稳定性,建立了采用弱旋流燃烧器的试验装置,设计了不同几何尺寸的叶片式旋流器,采用PIV以丁烷为燃料获得了稳定的弱旋流火焰,采用激光诱导荧光技术测量了火焰结构,火焰中具有明显的局部熄火和再点火区域。在不同来流条件下开展了火焰稳定范围研究,确定了燃烧器的火焰抬升和贫油熄火油气比,燃烧器共呈现了三种不同的燃烧模式:附着火焰、"W"型火焰和"U"型火焰。采用燃气分析仪测量了燃烧器的污染物排放,所有状态下NOx排放低于10ppm。

330MW机组低氮燃烧器改造数值模拟与工程应用

研究烟煤在旋流对冲锅炉的燃烧特性,降低进入SCR装置的NOx浓度,对某电厂330MW机组进行低氮燃烧器改造。改造前对NOx排放浓度高进行分析,并对改造前后用Flunent软件进行数值模拟。对炉内模拟的速度场、温度场、O_2分布和NO分布结果进行分析,选择改造方案。通过试验,验证了改造方案的实用性,对工程改造具有参考意义。

分级旋流耦合超低氮燃气燃烧器排放特性研究

为了推进全国各地区燃气锅炉低氮改造进程,使现有燃气锅炉氮氧化物(NOx)排放质量浓度满足小于30 mg/m^3的最新标准,本文采用分级燃烧技术耦合旋流射流混合原理设计开发了一种超低氮燃气燃烧器,并对旋流风角度、旋流板进深和烟气再循环率对NOx排放特性的影响进行了数值模拟。同时,结合烟气再循环技术,在某燃气锅炉上进行了实炉试验,进一步分析了燃气内外层分布、过量空气系数和烟气再循环率等因素对NOx排放特性的影响,最终确定了燃烧器的结构参数和运行参数,试验证实该燃烧器达到超低氮排放标准。

旋涡式低温煤粉燃烧器的实验及其数值研究

基于空气分级燃烧降低氮氧化物的原理和流场组织,设计了一种低NOx型低温旋涡煤粉燃烧器,采用实验和数值方法对其流场特性进行了研究。结果表明,在燃烧器下部存在强烈的旋流区,能够形成空气分级所要求的还原区和燃尽区,一、二次风的进风位置和进风方式对流场的组织存在优化的配比选择;基于RNGk-ε模型的燃烧器内两相流运动的数值模拟再现了流场的实验结果,反映了不同尺寸颗粒在分区气流场内的运动规律。

改进型HT-NR3旋流燃烧器冷态模化试验研究

以国内某锅炉厂制造的HT-NR3低NOx燃烧器为基础,提出了一种改进型的燃烧器。改进型燃烧器和原燃烧器在回流区、扩展角、射流形状等方面的流场特性基本相同,但煤粉浓度分布和防磨特性更好,一次风阻力较小。采用适当的结构可以使改进型燃烧器成为一种外浓内淡型燃烧器,具有更低的NOx排放特性。