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第三節(jié) 電廠低NOx燃燒技術(shù)簡(jiǎn)述

SCR煙氣脫硝技術(shù)與SNCR煙氣脫硝技術(shù)都是在鍋爐燃燒生成NOx以后,用氨來(lái)還原NOx。這不僅增加設(shè)備投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用,還可能引起預(yù)熱器等鍋爐尾部受熱面的堵塞等。因此,要降低NOx的排放量,更有效的方法是改進(jìn)爐內(nèi)燃燒狀況。

為了控制燃燒過(guò)程中NOx的生成量所采取的措施原則為:①降低過(guò)量空氣系數(shù)和氧氣濃度,使煤粉在缺氧條件下燃燒;②降低燃燒溫度,防止產(chǎn)生局部高溫區(qū);③縮短煙氣在高溫區(qū)的停留時(shí)間等。目前,鍋爐燃燒技術(shù)的改進(jìn)主要有:低NOx燃燒器、空氣分級(jí)燃燒、煤粉再燃和煙氣再循環(huán)等。

一、空氣分級(jí)燃燒

燃燒區(qū)的氧濃度對(duì)各種類型的NOx生成都有很大影響。當(dāng)過(guò)量空氣系數(shù)α<1,燃燒區(qū)處于“貧氧燃燒”狀態(tài)時(shí),抑制NOx的生成量有明顯效果。根據(jù)這一原理,把供給燃燒區(qū)的空氣量減少到全部燃燒所需用空氣量的70%左右,從而降低了燃燒區(qū)的氧濃度,也降低了燃燒區(qū)的溫度水平。因此,第一級(jí)燃燒區(qū)的主要作用就是抑制NOx的生成并將燃燒過(guò)程推遲。燃燒所需的其余空氣則通過(guò)燃燒器上面的燃盡風(fēng)噴口送入爐膛與第一級(jí)所產(chǎn)生的煙氣混合,完成整個(gè)燃燒過(guò)程。

爐內(nèi)空氣分級(jí)燃燒包括:軸向空氣分級(jí)燃燒(OFA方式)和徑向空氣分級(jí)燃燒。軸向空氣分級(jí)將燃燒所需的空氣分兩部分送入爐膛:一部分為主二次風(fēng),占總二次風(fēng)量的70%~85%,另一部分為燃盡風(fēng)(OFA),占總二次風(fēng)量的15%~30%。爐內(nèi)的燃燒分為3個(gè)區(qū)域,即熱解區(qū)、貧氧區(qū)和富氧區(qū)。徑向空氣分級(jí)燃燒是在與煙氣流垂直的爐膛截面上組織分級(jí)燃燒的。它是通過(guò)將二次風(fēng)射流部分偏向爐墻來(lái)實(shí)現(xiàn)的。空氣分級(jí)燃燒存在的問(wèn)題是二段空氣量過(guò)大,會(huì)使不完全燃燒損失增大;煤粉爐由于還原性氣氛而易結(jié)渣、腐蝕。

采用分級(jí)燃燒的方法有:

①在配風(fēng)方式上使煤粉氣流與“二次風(fēng)”氣流的混合燃燒分為兩個(gè)“區(qū)域”進(jìn)行。在一次燃燒區(qū)內(nèi)煤粉是在“缺氧”(一般控制空氣系數(shù)n=0.7~0.75)的工況下進(jìn)行著火燃燒。一次燃燒區(qū)中未燃盡的煤粉顆粒(焦炭)與余下的燃燒空氣(分級(jí)二次風(fēng))在二次燃燒區(qū)進(jìn)行混合、燃盡。

②燃燒器主風(fēng)箱中設(shè)置一定數(shù)量的富裕噴嘴,當(dāng)煙氣中未燃物上升到排放標(biāo)準(zhǔn)以上時(shí),分別投入運(yùn)行。

③控制送入爐膛的燃料和風(fēng)量分配均勻,通過(guò)測(cè)量把燃料偏差控制在5%以內(nèi),風(fēng)量偏差在10%以內(nèi),達(dá)到優(yōu)化燃燒,降低NOx的目的。

二、煙氣再循環(huán)

該技術(shù)是把空氣預(yù)熱器前抽取的溫度較低的煙氣與燃燒用的空氣混合,通過(guò)燃燒器送入爐內(nèi)從而降低燃燒溫度和氧的濃度,達(dá)到降低NOx生成量的目的。存在的問(wèn)題是由于受燃燒穩(wěn)定性的限制,一般再循環(huán)煙氣率為15%~20%,投資和運(yùn)行費(fèi)較大,占地面積大。

三、低NOx燃燒器

通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的燃燒器結(jié)構(gòu)(LNB)及改變通過(guò)燃燒器的風(fēng)煤比例,以達(dá)到在燃燒器著火區(qū)空氣分級(jí)、燃燒分級(jí)或煙氣再循環(huán)法的效果。在保證煤粉著火燃燒的同時(shí),有效地抑制NOx的生成。如濃淡煤粉燃燒方式為:在煤粉管道上的煤粉濃縮器使一次風(fēng)分成水平方向上的濃淡兩股氣流,其中一股為煤粉濃度相對(duì)較高的煤粉氣流,含大部分煤粉;另一股為煤粉濃度相對(duì)較低的煤粉氣流,以空氣為主。低NOx燃燒器見(jiàn)圖3-16。

圖3-16 低NOx燃燒器

我國(guó)低NOx燃燒技術(shù)起步較早,國(guó)內(nèi)新建的300MW及以上火電機(jī)組已普遍采用LNBs技術(shù)。對(duì)現(xiàn)有100~300MW機(jī)組也開(kāi)始進(jìn)行LNB技術(shù)改造。采用LNB技術(shù),只需用低NOx燃燒器替換原來(lái)的燃燒器,燃燒系統(tǒng)和爐膛結(jié)構(gòu)不需要作任何更改。

國(guó)外開(kāi)發(fā)的低NOx燒煤燃燒器包括:

1.墻置式分級(jí)混合燒煤燃燒器

燃燒器為圓形墻置式,前后墻對(duì)沖布置的軸向旋流燃燒器,從燃燒器中心管圓形截面流出的是中心二次風(fēng)。燃燒器燒油時(shí)才投入中心二次風(fēng),燒煤時(shí)其中心二次風(fēng)擋板幾乎處于關(guān)閉狀態(tài)。煤粉一次風(fēng)氣流是由環(huán)行截面噴入爐膛。除中心風(fēng)外,剩下的二次風(fēng)分成周界風(fēng)和分級(jí)風(fēng)兩部分。周界風(fēng)的環(huán)行噴口處于煤粉噴口的外側(cè),兩者同心。分級(jí)風(fēng)的噴口布置在燃燒器外圍,該噴口可以是圓形的也可以是縫隙式。分級(jí)風(fēng)用擋板進(jìn)行調(diào)節(jié)。煤粉一次風(fēng)和周界風(fēng)在燃燒器出口附近形成一個(gè)低于理論空氣量運(yùn)行的一次燃燒區(qū)。而分級(jí)風(fēng)以分股射流的方式從一次火焰外部噴入燃盡區(qū),保證了煤粉的完全燃燒。

某電站0.7萬(wàn)千瓦燃煤鍋爐改裝為分級(jí)混合燃燒器后,滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí),當(dāng)分級(jí)風(fēng)接近關(guān)閉時(shí),測(cè)得鍋爐的NOx排放量為550mg/m3,投用分級(jí)風(fēng)后,當(dāng)控制一次燃燒區(qū)的空氣系數(shù)為n1=0.9時(shí),NOx排放量為335mg/m3,約減少了40%;當(dāng)n1=0.75時(shí),NOx排放量為270mg/m3,約減少了50%。

2.多股火焰燃燒器

該燃燒器采用兩層二次風(fēng),煤粉一次風(fēng)氣流經(jīng)環(huán)行通道噴出四股射流,每股射流各自形成火焰。此燃燒器一次風(fēng)的多股噴射和二次風(fēng)的雙層配風(fēng)方式,能保證在噴口6.83~3.05m的范圍內(nèi),燃燒區(qū)的空氣量維持在60%~70%的理論空氣量。預(yù)期的鍋爐的NOx排放量為0.2lb/106Btu(150~155mg/m3)。

3.DMB燃燒器

具有3個(gè)同心的環(huán)行噴口、中心煤粉一次風(fēng)噴口和內(nèi)外層雙調(diào)風(fēng)器的二次風(fēng)噴口。以上3個(gè)噴口供給的風(fēng)量總和為70%的理論空氣量。另外,在燃燒器的周圍布置了幾個(gè)空氣噴嘴,引入的三次空氣量使鍋爐爐膛具有20%的空氣過(guò)剩量,用以保證煤粉顆粒的燃盡。預(yù)期的鍋爐的NOx排放量為0.45lb/106Btu。

4.SGR煤粉燃燒器

其結(jié)構(gòu)是煤粉一次風(fēng)噴嘴與輔助二次風(fēng)噴嘴相間布置,與傳統(tǒng)的切向燃燒器相比,SGR煤粉燃燒器在結(jié)構(gòu)上具有如下特點(diǎn):

①在煤粉噴嘴的上下方各布置一個(gè)再循環(huán)煙氣分隔(SGR)噴嘴,通過(guò)SGR噴嘴向爐膛噴入再循環(huán)煙氣。

②由于SGR噴嘴的存在,使煤粉隔倉(cāng)和輔助三次風(fēng)的間距加大。

③SGR的煤粉噴嘴出口是漸擴(kuò)型,用以保證煤粉氣流靠近噴嘴出口發(fā)生著火,并起著穩(wěn)定火焰的作用。

④SGR射流對(duì)一、二次風(fēng)射流的分隔作用,把煤粉的燃燒過(guò)程分為兩個(gè)燃燒區(qū),它的NOx排放量是一次燃燒區(qū)生成的(NOxp和二次燃燒區(qū)生成的(NOxs的總和。預(yù)期鍋爐的NOx排放量為0.2lb/106Btu。

5.HTNR低NOx燒煤燒器

HTNR燃燒器的火焰能提供使主燃區(qū)生成的部分NOx在火焰中再度被還原的必要條件,從而降低火焰中的NOx

6.切向燃煤PM(polution minimun,污染物最少型)燃燒器

切向燃煤PM燃燒器的關(guān)鍵部位是分離器(見(jiàn)圖3-17),它由靠近燃燒器的一次風(fēng)管的一個(gè)彎頭及兩個(gè)噴口組成。煤粉氣流流過(guò)分離器時(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單的慣性分離,富粉流進(jìn)入上噴口,貧粉流進(jìn)入下噴口,實(shí)行濃淡分離。此外,如果在PM燃燒器上部設(shè)置頂部燃盡風(fēng)噴口,使PM燃燒器區(qū)域處于富燃區(qū),頂部燃盡風(fēng)噴口處于燃盡區(qū),形成分級(jí)燃燒,可使NOx進(jìn)一步降低。所以,PM燃燒器實(shí)際上是集煙氣再循環(huán)、分級(jí)燃燒和濃淡燃燒于一體的低NOx燃燒系統(tǒng)。這種燃燒器的NOx生成量較SGR燃燒器的低,比常用的直流燃燒器煤粉火焰更低,因而稱為污染物最少型燃燒器。據(jù)報(bào)道,PM燃燒器的NOx值為:燒氣為30mg/m3,燒油為80mg/m3,燒煤為150mg/m3。與常規(guī)燃燒器相比,PM燃燒器可使NOx的生成量減少60%。

圖3-17 PM燃燒器的分離器

7.A-PM燃燒器

A-PM燃燒器主要的特征為:用內(nèi)置式煤粉濃淡分離器,形成煤粉濃淡分布,大寬度燃燒器,分割式燃燒器風(fēng)箱代替常用的整體式燃燒器風(fēng)箱,減少燃燒器噴嘴數(shù)。

其原理是希望在PM燃燒器基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低NOx。在燃燒器著火區(qū),一次風(fēng)煤粉濃淡分離后,把濃粉氣流集中分布在外側(cè),并增大燃燒器寬度來(lái)增加從周圍吸收熱量,目的是實(shí)現(xiàn)低空氣比和高溫環(huán)境;在燃燒器到燃盡區(qū),除了要低的空氣比和提高溫度,還要求風(fēng)粉混合良好,并加長(zhǎng)停留時(shí)間,采取的措施是將燃燒器風(fēng)箱分割開(kāi)使?fàn)t膛高度方向的空氣分割,來(lái)實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)流動(dòng)的最佳化,并擴(kuò)大NOx還原區(qū);燃盡區(qū)以后,要求低溫、低空氣比,而且還得防止產(chǎn)生高飛灰含碳可燃物,因此需特別均勻地降低爐內(nèi)空氣比,使氧氣擴(kuò)散均勻。

8.WR燃燒器

WR型直流燃燒器(見(jiàn)圖3-18)利用離心力分離作用,使得彎頭處風(fēng)粉分離,通過(guò)隔板保持風(fēng)粉分離狀態(tài),隔板前端波型擴(kuò)流錐、噴口可擺動(dòng)。WR型直流燃燒器是為改善燃煤鍋爐低負(fù)荷著火和穩(wěn)燃性能而研制開(kāi)發(fā)出來(lái)的,同時(shí)實(shí)現(xiàn)煤粉上下濃淡。

圖3-18 WR型直流燃燒器

9.DRB系列燃燒器

DRB:雙調(diào)風(fēng)燃燒器(dual register burner),美國(guó)B&W公司1972年研制成功,北京巴威公司引進(jìn)。

衍生產(chǎn)品:

(1)EI-DRB型燃燒器 強(qiáng)化著火雙調(diào)風(fēng)燃燒器(enhanced ignition -dual register burner,EI-DRB)。較DRB型減小了一次風(fēng)動(dòng)量,其他無(wú)區(qū)別。

(2)DRB-XCL型燃燒器 雙調(diào)風(fēng)燃燒器-軸向控制低NOx(dual register burner-Axial control low NOx,DRB-XCL)。較DRB和EI-DRB型,二次風(fēng)由徑向進(jìn)風(fēng)改為軸向進(jìn)風(fēng)和控制。

(3)DRB-4Z型旋流燃燒器 較DRB-XCL型在一次風(fēng)和內(nèi)二次風(fēng)之間增加了一層直流二次風(fēng)。

(4)DRB-4ZTM型旋流燃燒器 和上面三種比較增加了總風(fēng)量可測(cè)量和控制功能。

特點(diǎn):所有型號(hào)均無(wú)中心大油槍,但在彎頭后燃燒器入口處設(shè)有錐形擴(kuò)散器。

DRB系列燃燒器見(jiàn)圖3-19。

圖3-19 DRB系列燃燒器

四、煤粉再燃

(一)煤粉再燃燃燒技術(shù)機(jī)理

燃料燃燒過(guò)程中,將燃燒分成3個(gè)區(qū)域:一次燃燒區(qū),為氧化性或稍還原性氣氛;在第二燃燒區(qū),為還原性氣氛,將二次燃料送入,則生成CH基團(tuán),這些基團(tuán)與一次燃燒區(qū)內(nèi)生成的NO反應(yīng),最終生成N2;這個(gè)區(qū)域通常稱為再燃燒區(qū),二次燃料則稱為再燃燃料,最后送入二次風(fēng),使燃料完全燃燒,因此,稱為燃盡區(qū),這就是再燃燒技術(shù)的機(jī)理。圖3-20為再燃過(guò)程示意圖,圖3-21所示為煤粉再燃技術(shù)原理。

圖3-20 再燃過(guò)程示意圖

圖3-21 煤粉再燃技術(shù)原理

(二)再燃燃料的選取

根據(jù)再燃的原理,再燃區(qū)的還原性氣氛中最利于NOx還原的成分是烴(CHi),因此,選擇二次燃料時(shí)應(yīng)采用能在燃燒時(shí)產(chǎn)生大量烴根而又不含氮類的物質(zhì)。丙烷和其他燃料相比,能最有效地降低NOx,這是因?yàn)楸槟墚a(chǎn)生大量烴根而沒(méi)有額外的氮類成分。而在所有燃料中,氫氣降低NOx的效果最差,因?yàn)樗旧聿荒墚a(chǎn)生烴根,是與用天然氣、油和煤作為二次燃料時(shí)降低NOx濃度效果的比較。顯然,天然氣是最有效的二次燃料。研究還表明,氣態(tài)烴燃料還原NOx的能力隨著烴分子中碳原子數(shù)目的增加而增加,因此,氣態(tài)烴是最好的二次燃料。

再燃燃料作為二次燃料,一般是在還原性氣氛中燃燒,對(duì)于鍋爐爐膛來(lái)說(shuō),一般都是在爐膛的燃燒區(qū)的上部,因此,再燃燃料必須易著火,易燃盡。

(三)三次風(fēng)煤粉作為再燃燃料的可能性分析

根據(jù)測(cè)試發(fā)現(xiàn),三次風(fēng)煤粉粒度比一次風(fēng)煤粉粒度明顯要小(見(jiàn)表3-1),易著火,易燃盡,比較適合再燃燃料的要求。

表3-1 三次風(fēng)煤粉與一次風(fēng)煤粉比較

另外,對(duì)于鍋爐膛內(nèi)的燃燒工況而言,當(dāng)三次風(fēng)投入時(shí),相當(dāng)于增設(shè)了頂部燃燒區(qū),實(shí)行分級(jí)燃燒,在燃燒器區(qū)域形成富燃區(qū),三次風(fēng)噴嘴附近形成燃盡區(qū),使排放量降低,此外,含粉三次風(fēng)還可起到還原已生成NOx的作用,使NOx進(jìn)一步下降。當(dāng)然,使用三次風(fēng)細(xì)粉再燃降低NOx的方法也會(huì)出現(xiàn)一定的問(wèn)題,如磨煤乏氣中煤粉燃燒火焰長(zhǎng)度不足,飛灰可燃物含量增加,火焰中心上移,引起出口結(jié)渣、過(guò)熱器超溫等不良現(xiàn)象。

但是通過(guò)改造三次風(fēng)將其作為再燃燃料送入爐膛,實(shí)行再燃燒技術(shù)還是值得研究的。由于三次風(fēng)含粉量較少(占總粉量的10%~15%),為滿足再燃區(qū)過(guò)量空氣系數(shù)α2<1的要求,必須對(duì)三次風(fēng)進(jìn)行濃縮。只要濃縮后的三次風(fēng)噴入爐膛后,形成富燃料的二次燃燒區(qū)(即再燃區(qū)),就可生成大量CH基團(tuán),這些基團(tuán)與主燃燒區(qū)生成的NOx發(fā)生反應(yīng),最終生成N2,即可降低NOx的排放量。這就是說(shuō),將原有的燃燒方式改造成再燃燃燒方式。這對(duì)我國(guó)大量的中間儲(chǔ)倉(cāng)式熱風(fēng)送粉鍋爐是值得考慮的。

五、立體分級(jí)燃燒技術(shù)

立體分級(jí)燃燒技術(shù)屬于“風(fēng)包粉”系列煤粉燃燒技術(shù),其精髓在于把煤粉鍋爐爐內(nèi)垂直空氣分級(jí)燃燒、水平空氣分級(jí)燃燒與水平燃料分級(jí)有機(jī)地結(jié)合起來(lái),形成新的低氮燃燒方式。

水平燃料分級(jí)通過(guò)裝設(shè)在一次風(fēng)煤粉管道上的高濃縮比的煤粉分離器使一次風(fēng)分成水平方向上的濃淡兩股氣流,濃煤粉氣流在向火側(cè)噴入爐膛,在爐膛中心組織富燃料燃燒,有效降低NOx排放,淡煤粉氣流在前者和水冷壁之間噴入,在爐膛水冷壁附近區(qū)域組織貧燃料燃燒,形成氧化氣氛。側(cè)二次風(fēng)進(jìn)一步增強(qiáng)一次風(fēng)射入爐內(nèi)深處的能力,增強(qiáng)水冷壁表面的氧化性氣氛。中二次風(fēng)水平偏轉(zhuǎn),不僅推遲二次風(fēng)的混入時(shí)間,還進(jìn)一步改善爐膛水冷壁附近的反應(yīng)條件,提高灰的熔化溫度,防止結(jié)渣和高溫腐蝕。

同時(shí)通過(guò)立體分級(jí)布置,在整個(gè)爐膛內(nèi)形成強(qiáng)還原性的主燃核心區(qū),弱還原或弱氧化性的主燃外環(huán)區(qū),以及強(qiáng)氧化性的燃盡區(qū),充分利用燃燒中心區(qū)強(qiáng)還原性氣氛能夠大幅度降低NOx排放、水冷壁附近的氧化性氣氛有利于防止結(jié)渣和高溫腐蝕,以及水平濃淡風(fēng)燃燒方式穩(wěn)燃能力強(qiáng)、燃燒效率高的特點(diǎn),成功地解決傳統(tǒng)燃燒方式實(shí)現(xiàn)煤粉的高效、穩(wěn)燃、防止結(jié)渣和高溫腐蝕以及低NOx排放各項(xiàng)要求的技術(shù)措施之間的矛盾,實(shí)現(xiàn)了優(yōu)良的鍋爐運(yùn)行性能。

圖3-22所示為水平濃淡煤粉燃燒,圖3-23所示為爐內(nèi)垂直分級(jí)燃燒。

圖3-22 水平濃淡煤粉燃燒

圖3-23 爐內(nèi)垂直分級(jí)燃燒

六、技術(shù)特點(diǎn)

(一)多層高位燃盡風(fēng)技術(shù)

①燃盡風(fēng)噴口布置原則:煤粉顆粒由主燃區(qū)至燃盡區(qū)需大于最小停留時(shí)間;同時(shí)考慮現(xiàn)場(chǎng)布置條件,確定距離燃燒器最上層一次風(fēng)噴口中心距離。

②燃盡風(fēng)的風(fēng)量選取:考慮在主燃區(qū)揮發(fā)分氮和焦炭氮的分配比例,達(dá)到NO→N2最佳的轉(zhuǎn)化效果。

③保證出口風(fēng)速和爐內(nèi)混合充分,采用多層、多點(diǎn)布置形式。

(二)多層供風(fēng)水平濃淡燃燒

1.水平濃淡分離一次風(fēng)

在一次風(fēng)噴口之前管道內(nèi),采用經(jīng)過(guò)詳細(xì)研究和優(yōu)化第三代百葉窗式煤粉濃縮器。煤粉與氣流慣性分離,分別形成兩股濃、淡煤粉氣流。

2.采用多層水平分離配風(fēng)技術(shù)

淡煤粉氣流在背火側(cè)噴入爐膛,形成外側(cè)假想切圓。剛性強(qiáng)的位置側(cè)二次風(fēng)在背火側(cè)投入,將進(jìn)一步強(qiáng)化淡煤粉形成的氧化性氣氛。

水平濃淡燃燒技術(shù)的使用范圍和性能見(jiàn)表3-2。

表3-2 水平濃淡燃燒技術(shù)的使用范圍和性能

(三)新一代高濃縮比、低阻力可調(diào)式百葉窗煤粉濃縮技術(shù)

水平濃縮燃燒關(guān)鍵技術(shù)——第三代百葉窗煤粉濃縮技術(shù),其特點(diǎn)有:

1.參數(shù)得到進(jìn)一步優(yōu)化

①優(yōu)異低流動(dòng)阻力特性,局部阻力系數(shù)小于2;

②高煤粉濃縮比,濃縮率可達(dá)1.6~2.0以上;

③濃淡噴口出口氣流流量分配更為均勻,濃淡風(fēng)速比1.0~1.2。

2.葉片相互搭配結(jié)構(gòu)得到進(jìn)一步優(yōu)化

氣固流動(dòng)特性和出口氣流速度分布更為合理,有效減輕對(duì)易磨損部位沖刷強(qiáng)度和葉間局部阻力損失。

3.制造工藝進(jìn)一步簡(jiǎn)化和成熟

易磨部位均為高硬度耐磨材料,采用特殊熔鑄工藝與濃縮本體連接,實(shí)現(xiàn)了高耐磨性能同時(shí)具有很強(qiáng)抗脈動(dòng)溫度應(yīng)力能力。

表3-3所列為煤粉濃縮器的性能比較。

表3-3 煤粉濃縮器的性能比較

(四)水平濃淡保證高效燃燒和防結(jié)渣與高溫腐蝕

1.垂直濃淡煤粉燃燒

①爐內(nèi)垂直方向上氣流混合明顯弱于水平方向混合,會(huì)引起燃燒后期焦炭燃盡率差,燃燒效率降低。

②濃一次風(fēng)煤粉氣流直接貼近水冷壁流動(dòng),會(huì)引起結(jié)渣、高溫腐蝕。

2.水平濃淡煤粉燃燒

水平方向上氣流混合強(qiáng)烈,濃度低的淡煤粉氣流貼近壁面流動(dòng),使壁面氧化性氣氛增加,有利于避免燃燒效率低、結(jié)渣和腐蝕問(wèn)題。

(五)適應(yīng)寬范圍煤種變化,保證鍋爐高效安全運(yùn)行

1.燃燒穩(wěn)定性好

濃煤粉側(cè)煤粉濃度高達(dá)0.8~1.2kg/kg,其著火溫度降低,著火誘導(dǎo)時(shí)間縮短了,煤粉氣流著火熱大幅減少,火焰?zhèn)鞑ニ俣忍岣吡耍挂淮物L(fēng)的著火、燃燒穩(wěn)定性增強(qiáng),具有良好低負(fù)荷穩(wěn)燃能力。

2.煤種適應(yīng)性強(qiáng)

煤粉濃度提高,對(duì)一些熱值低、揮發(fā)分低及灰分大的劣質(zhì)煤能保持強(qiáng)穩(wěn)燃能力和高燃燒效率。Vdaf在5%~50%,Qnet,ar在2700~6000kcal/kg(1kcal=4.2kJ)范圍內(nèi)均可很好燃用。

(六)有效調(diào)節(jié)蒸汽溫度,保證鍋爐高效安全運(yùn)行

①水平濃淡燃燒器具有一次風(fēng)著火早、火焰穩(wěn)定性強(qiáng)特點(diǎn),與燃盡風(fēng)供入相配合,對(duì)于改造鍋爐將使?fàn)t膛火焰燃燒中心適中。

②在主燃燒器區(qū)上部采用多層高位燃盡風(fēng)噴口,噴口可以水平和垂直方向擺動(dòng)一定角度,使燃盡風(fēng)出口氣流在爐內(nèi)形成一定反切角度,起到削旋作用,減少爐膛左右側(cè)出口煙溫偏差。圖3-24所示為燃盡風(fēng)垂直擺動(dòng)對(duì)NOx排放的影響,圖3-25所示為燃盡風(fēng)水平擺動(dòng)對(duì)煙溫偏差的影響。

圖3-24 燃盡風(fēng)垂直擺動(dòng)對(duì)NOx排放的影響

圖3-25 燃盡風(fēng)水平擺動(dòng)對(duì)煙溫偏差的影響

(七)微量油直接點(diǎn)火水平濃淡煤粉燃燒器技術(shù)

采取氣化小油槍直接點(diǎn)燃濃煤粉氣流:

①穩(wěn)燃性能好,即節(jié)約啟動(dòng)用油,又節(jié)約低負(fù)荷助燃油;

②節(jié)約啟動(dòng)燃油60%~90%;

③低NOx排放,特別是在正常運(yùn)行時(shí)。

(八)二次風(fēng)水平擺動(dòng)保證低NOx排放與安全性同時(shí)實(shí)現(xiàn)

①獲得了二次風(fēng)偏角對(duì)煤粉氣流主速度、其衰減和濃度的影響。

②水冷壁表面附近的氧濃度。

③保證NOx排放、高燃燒效率。

④水平擺動(dòng)二次風(fēng),適應(yīng)煤質(zhì)、負(fù)荷的變化。

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