为满足大型火电机组调峰运行的需要,减少锅炉启停过程中的助燃用油,80年代以来,锅炉低负荷稳燃技术的研究,直是我国燃烧技术领域研究的重点课。经过广大科研工作者多年艰苦努力,近年来,我国在低负荷稳然节油低NO,燃烧技术方面已取得了丰硕成果。在工程实践中,随着不断改进和技术引进,目前我国各种锅炉上采用的低负荷稳燃技术已有十几种,并已在数百台锅炉上获得了应用。
从我省电力工业情况看,电力的发展将以开发水利资源,建设大型水电基地为主,但要满足西电东送的要求和今后十年全省国民经济发展需要,近期还要建设些大型火电机组,同时,部分老电厂稳燃型燃烧器种类甚多,适用情况使用效果也有所差异,因此,总结分析我国目前低负荷稳燃技术建火电项目锅炉设备选型及老锅炉改造时,应该采用何种形式的燃烧器和燃烧方式,是有指导意义2我国低负荷稳燃技术的种类及应用情况从原理上看,目前我国应用于切圆燃烧锅炉的稳燃型燃烧器可以分为类,即利用高温烟气回流加热煤粉气流的热回流型燃烧器利用在燃烧器出口形成高区实现稳燃的船型燃烧器和浓淡分离型燃烧器。下面对各类燃烧器的原理和使用情况进行分析2.1热回流型燃烧器热回流型燃烧器的稳燃机理在角切圆燃烧锅炉中,次风煤粉气流着火所需的热量主要来自炉膛内高温烟气对气流的辐射和对流加热,其中,高温烟气依靠对流传递给气流膛的过程中,卷吸的高温烟气数量越多,煤粉就越容易被加热至着火温度,更容易着火和实现稳定燃烧。因此,热回流型燃烧器的稳燃机理就是利用特殊的燃烧器结构,在次风燃烧器出口形成烟气回流区,使大量的温烟气回流至气流根部对煤粉进行加热,从而使煤粉尽快着火和稳定燃烧。
热回流型燃烧器主要有钝体燃烧器旋流预燃室大速差射流燃烧器稳燃腔和双回流稳燃燃烧器等,现分别对几种目前广泛应用的燃烧器进行分析介绍。
钝体燃烧器钝体燃烧器是由华中理工大学在我国*早开发应用的新型燃烧器。钝体燃烧器的结构和原理1.从中可以看出,钝体燃烧器的结构和原理是在次风喷口出口处装设个型的非流线体也称钝体,当煤粉气流从次风喷口绕型钝体射人炉膛时,由于钝体的作用,在钝体后形成了个较大的负压区,使部分炉膛的高温烟气与煤粉气流回流到燃烧器根部。试验明,回流气体的温度于次风温但低于火焰温度,因而起到了加热煤粉气流加速煤粉着火的作用。收稿日期20010620实践明,钝体燃烧器具有良好的稳燃作用,因而在上世纪80年代,钝体燃烧起获得了广泛的应用。
大速差射流燃烧器大速差射流燃烧器是清华大学研制的种带稳燃腔的燃烧器,其结构2.其中,高速射流可布置为直流式,也可布置为旋流式。
理是,当次风射流与速射流被同时引入稳燃腔后,由于高速射流强烈的引射作用,在主射流与高速射流混合的稳燃腔内,形成了个稳定而强烈的回流区,使温烟气大量回流至火焰根部,从而使煤粉气流着火提前着火距离缩短,起到了稳定火焰的作用。
大速差射流燃烧器高速射流与次风气流的动量比应大于5,高速介质可选用压缩空气或蒸汽,压力应在0,350.4MPa,速度应在300ms左右D对于其它类型的热回流型燃烧器,由于原理相同,此处不在介绍。
2.2船型燃烧器与高区理论船型燃烧器是由清华大学研制的,该燃烧器因在次风喷口内装设类似船的稳燃体而得名,其结构原理3.
燃烧器虽然在船型体后面也形成了定的回流区,但对煤粉火焰起稳定作用的并不是回流区内烟气的流动,研究明,当煤粉气流绕船型体时,气流形成束腰型结构,在气流的束腰位,形成了个煤粉浓度较,火焰温度较高氧浓度较高的高区域,该区域内的浓度温度条件,十分有利于煤粉的着火燃烧,因而,清华大学认为,区的形成,是该型燃烧器能稳定火焰的原因,这也是船型燃烧器的理论基础。
尽管稳燃机理不同,但由于在燃烧器出口也形成了回流区,因此,有些研究者也将船型燃烧器归人热回流型燃烧器。
2.3热回流型燃烧器和船型燃烧器应用情况及存在问在我国,船型燃烧器大速差射流燃烧器钝体燃烧器均获得了广泛的应用,特别是前两种燃烧器,已在我国3001锅炉及以下的锅炉上都有了成熟的应用经验,但是。在应用中,也出现了些问,主要现为钝体和船型体磨损烧坏和脱落;次风喷口烧坏和结焦;对热力型0的抑制作用较差。
产生上述问的原因是,当锅炉负荷较低时,这些燃烧器均具有显著的稳燃作用。但当锅炉高负荷运行或当煤质变化时,煤粉气流的着火将过于提前,此时,如果运行调节不当。就有可能出现烧坏喷口和喷口结焦问从NOx生成的控制来看,由于这些燃烧器的稳燃机理均是在喷口附近产生高温区。燃烧器区域内的氧浓度也较高,因而对热力型+,1的抑制作用是较差的。
对中高挥发份煤种而言,上述的燃烧器只能装在锅炉燃烧器的部分喷口内以保证其低负荷稳燃效果,而不能装在所有的喷口内,当锅炉低负荷运行燃烧调整需要或设备原因停运部分燃烧器时,被停运的可能就是这些有稳燃功能的燃烧器,例如我省曲靖电厂期工程,低负荷时,为保证汽温,应停运的是下排燃烧器,但下排燃烧器中装有船型燃烧器,当其停运时,锅炉燃烧的安全性就降低了。因此,这也是这类燃烧器的不足之处。
2.4浓淡分离燃烧原理与浓淡燃烧器浓淡分离燃烧原理浓淡燃烧是指对同台锅炉而言,在维持确定装置,将次风煤粉气流分成富煤粉气流高煤粉浓度和贫煤粉气流低煤粉浓度两股,分别进行燃烧。
浓淡燃烧原理是基于下述研究成果提出的3采用浓淡分离技术时,随着浓相气流煤粉浓度的增加,浓相气流的着火热减少,火焰传播速度增加,着火温度降低,着火距离缩短,着火提前,这些因素使得浓相气流的燃烧稳定性大大提高,对整个锅炉内的燃烧稳定性起到了支撑作用。
对不同的煤种采用浓淡燃烧方式时,存在个*佳的煤粉浓度和分离浓淡比,当煤粉浓度和浓淡比低于*诖值时,着火均会被推迟,不利于燃烧稳定,淡燃烧器可有效控制。,的生成和排放。
浓淡燃烧器的结构与应用浓淡燃烧器的关键技术问是实现*佳浓淡比实现浓淡分离。04出厂部分浓淡分离器的结构。
从煤粉浓缩方法的区别和在实际工程中的不同应用。浓淡燃烧器可分为以下几种类型aPAX燃烧器a,该型燃烧器采用旋风分离技术将煤粉气流分为浓相和稀相气流,分别送人不同的喷口进行燃烧,浓缩装置可获得较高的浓淡比和高浓度煤粉气流,因此,燃烧器主要与型火焰锅炉组合用于燃用贫煤和无烟煤。
13轴向分离型垂直浓淡燃烧器10.该型燃烧器采昀胄姆掷爰际酰,ü,ㄋ跗髦嵯蛞,片的煤粉气流分为富粉和贫粉两股气流,富扮气流披引人位于锅炉下方的主燃烧器,贫粉气流则进人位于主燃烧器上方的乏气燃烧器,在整个次风中,富粉气流的煤粉量约占7080,气体流量约占次风量的3040,贫粉气流的煤粉量约占2030,气体流量约占60703该型燃烧器主要用于高水分褐煤的燃烧。
;1型和从卫型垂直浓淡燃烧器0,该型燃烧器主要利用煤粉管道上垂直弯头的作用,将煤粉气流在同喷口内分成上浓下淡的两股气流,这种燃烧器结构简单阻力小0控制效果好,适用于无烟煤和高水分揭煤以外的其它煤种,被广泛应用于3001200从双和1251识机组上1水平浓淡燃烧器夂,该型燃烧器主要利用水平弯头处的分离装置,将气流分为左右浓淡的两股煤粉气流,其中,浓煤粉气流被引至燃烧器的向火侧,淡煤粉气流被引至燃烧器的背火侧,从而达到浓淡燃烧的效果3水平浓淡燃烧器与双卫型燃烧器均只能用在切圆燃烧锅炉上,相比较而言,水平浓淡燃烧器的煤种适应性和在锅炉用的情况和取只燃烧器差不多,其稳燃性能和防结焦性能要好于VR燃烧器,但其NOx抑制能力不如燃烧器,因此,在工程上要选用何种燃烧器,应根据具体情况而定。
实现水平浓淡的方法有很多种,4中的只是其中的两种,轴向叶片分离型和水平浓淡燃烧器也吸取了热回流法的优点,在进行浓淡分离的同时,在燃烧器出口装设了小型型钝体,实践证明,这种方法对其稳燃效果是有改善的。
3低负荷稳燃技术在我省的应用情况我省于1986年在巡检司首次采用船型燃烧器以来,已在多台锅炉上采用了不同的稳燃技术,应用情况附。附稳燃型燃烧器在我省应用情况电厂名称巡检司电厂阳宗海电厂曲靖电厂期曲靖电厂期宣威电厂期昆明电厂2炉陆良电厂锅炉容量俄产67以外燃用煤种小龙潭褐煤风鸣村褐煤曲靖烟煤富源烟煤师宗烟煤和贫煤Vdafs15燃烧方式角切园六角切园角切园下层24角燃烧器形式装设船形燃烧器六角燃烧器均采用轴向叶片型浓缩器入0层装设船型燃烧器所有喷口采用百叶窗水平浓淡燃烧器所有喷口均安装弯头型水平浓淡燃烧器下层中层装设浓稀相垂直浓淡燃烧器全部喷口安装船型体燃烧器应用情况运行初期投运良好,后因次风比例失调,炉膛上部及冷灰斗结焦严重,但燃烧器区域结焦情况不严重。
运行良好,但煤粉浓缩比例与设计偏差大,煤粉大都集中在下部,俄罗斯厂家对浓缩器进行了改进后,分配比例改善运行良好,但负荷低于层燃烧器后,稳燃能力降低。
尚未投用。
运行良好。
运行尚可,但改后排烟温度仍然偏,灰渣可燃物有所上升,有可能与燃烧器改造有关。
喷口烧坏,原因为负荷时,燃烧器区域温度偏,电力试验所改造,取消上层喷口船型燃烧器,减小切园直径,问得以解决。
从1可以看出,我省稳燃型燃烧器的应用还是比较成功的,但出现的些问也应在今后的工程中引起重视。
4结论热回流型燃烧器和船型燃烧器对角切圆燃烧锅炉的着火与燃烧过程稳燃作用显著,节油效果明显,由于其稳燃效果强烈,因此,主要适用于燃用中低挥发份的劣质烟煤贫煤和无烟煤,而当用于中挥发份的烟煤褐煤时,必须注意稳燃燃烧器装设的数置及位置,以保证在达到预期稳燃效果的同时,避免出现喷口结焦和烧损等影响锅炉安全的问。
型1型燃烧器和水平浓淡燃烧器从应用效果看,可适用于除无烟煤水分褐煤的其它所有煤种,在这些煤种上使用时,锅炉结焦喷口烧损等问也不突出,且可有效抑制燃烧过程中0的生成,因此,在切圆燃烧方式中,当锅炉燃用中挥发份煤种时,应优先选用浓淡型燃烧器。当煤的结焦性较强,着火相对困难时,应优先选用水平浓淡燃烧器,否则优先选用燃烧器。
选用何种稳燃燃烧器,均应认真考虑燃烧切圆的大小和次风速。
由于调峰和节油的需要,我省今后在锅炉选型和改造时,必然要采用稳燃型燃烧器,笔者认为,针对我省的煤种情况,可按下述原则选用合适燃用富源无烟煤时,可选用,人,燃烧器和双火焰锅炉,也可采用大速差射流燃烧器和角切圆燃烧锅炉。
幻燃用滇东北烟煤时,可优先选用水平浓淡燃烧器。
幻燃用高水分褐煤时,应采用轴向叶片型浓淡分离燃烧器。
1燃用小龙潭褐煤或先锋褐煤时,可考虑采用阻力较小浓淡比小于2的轴向叶片浓淡分离装置,以改善目前燃用这些煤种时,分离器出口煤粉分配不合理的问,并提锅炉低负荷稳燃能力。






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