高挥发分煤种电站锅炉高效低NOltXgt排放系统研究_图文

1、华北电力大学(保定博士学位论文高挥发分煤种电站锅炉高效低NO<,X>排放系统研究姓名:冯兆兴申请学位级别:博士专业:热能工程指导教师:安连锁;陈鸿伟20070401 华北电力大学博+学位论文 图235一、二次风全投下一次风示踪图(二次风偏角Oo(2一次风流线虽然随二次风方向的偏转而偏转,但是偏转角度小于二次风方向偏转角度,这是一次风的刚性作用的结果,由于一次风风速较高,刚性较好,能够在一定程度穿越旋流场高速区,而切入到旋流场高速区内侧。这时一次风方向已经改变,同时刚性也因为与旋流场的碰撞大大减小,因此,在旋流场高速区内侧形成切圆旋流,其半径小于二次风切圆半径;(3由于上二次风形成旋

2、流场位于一次风喷口上侧,随时间推移将向上移动,因此对次风方向偏转贡献远小于下二次风作用;(4通过烟雾长时间喷入观察,在二次风偏角从O。到15。左右之间时,一次风也未能在炉墙富积,原因分析是一次风旋流位于二次风旋流内侧,一次风随时间推移而向外扩散过程中,与二次风相互混合,而使浓度大幅下降,达到炉墙时,浓度降低到视觉观察无法分辨的程度,因此,可以认为二次风包裹着一次风在炉膛内旋转向上运动,而没有冲刷炉墙现象发生。当在二次风偏角20.25。时,由于次风过早与旋流碰撞致使一次风刚性衰减过快,一次风流线有向炉墙偏转、弯曲的趋势,当一次风接近其右侧一次风喷口附近时,由于二次风与一次风喷口附近回流区而产生负

3、压区的影响而向炉墙冲刷。第二章水平浓淡燃烧器冷态模化试验研究 图2.36一、二次风全投下一次风示踪图(二次风偏角1502.4本章小结模化试验结果表明:(1燃烧器的浓淡分离效果随燃烧器挡板偏角的增加而显著,浓缩比增大。三挡板非对称布置燃烧器的浓淡分离效果最好,在燃烧器挡板偏角30。时,浓缩比最大,可达3.516。燃烧器挡板的调整对燃烧器的总体阻力特性影响很小.(2弯管路对于燃烧器的浓淡分离效果有一定的影响,整体来看,弯头分离效果与浓淡分离器的分离效果一致时,分离效果好,但浓淡侧风速差增加,使浓淡风比值随挡板开度的增加成上升趋势,而当弯头分离效果与浓淡分离器的分离效果相反时,浓淡分离效果差,浓淡风

4、比值基本保持不变。(3弯管路的影响结果是当弯管路曲率中心在背火侧时,对于燃烧器浓淡分离效果有促进作用,相反则有阻碍作用。弯管路将会使水平浓淡燃烧器的浓缩比减小,这对于稳燃是不利的,但由于现场因素,电厂中不得不增加水平弯头,应进一步研究在反向弯头下游加装耐磨导流装置,使同层燃烧器各角平衡,这将更有利于稳燃。(4二次风方向调节挡板的偏转对于二次风会产生一定的阻力特性,从无偏转到偏角20。,二次风速下降10%左右。单独给二次风时形成的炉内空气动力场气流切圆随偏转角度增加而增加,切圆直径与理论分析气流切圆直径基本吻合。在二次风挡板偏角小于15。时,其变化趋势与理论分析切圆直径变化相吻合,在二次风挡板偏

5、角大于15。时,由于炉墙对于气流的阻碍作用,切圆直径变化幅度小于理论分34 华北电力大学博士学位论文 图3.2燃烧试验装置,试验中,煤种采用某电厂实际燃用的混煤,共4个煤种相混。原设计煤种及4个混配煤种成分分析如表3.1所示。表3-1煤成分分析从成分分析可知,四种煤无论以何种比例相混其混煤中的N.,含量也在O.8%以上,混煤的结渣性要低于设计煤种。 第二章空气分级低NOx燃烧热态试验研究 图37常规燃烧硅碳棒煤结渣俯视图 3.8常规燃烧硅碳棒煤结渣侧视图 图3-9主燃烧区过量空气为0.95结渣俯视图试验结果如图3.73.10所示。根据表3.6,从结渣的程度判别,常规燃烧和空气分级燃烧两种工况下

6、,灰渣基本全部熔融状态,为陶瓷黑褐色,覆盖在渣棒上.里不规则状态,较硬,无法刮下,依据试验结果可以得到示范锅炉燃用海州、五龙、艾友和孙家湾矿煤四种煤的比例3:3:3:l混烧。无论是常规燃烧还是空气分级燃烧时,还原区的结渣基本上是一样的,虽略有差异,但都是严重结渣,结渣程度为a,华北电力大学博士学位论文等级为5。从图中比较过量空气系数为0.95时的结渣状况较常规燃烧结的渣有细微的差别,颜色比较,从俯视图中看出在还原气氛下结的渣要比常规燃烧结的渣的颜色要亮一点,常规燃烧的渣为乌黑亮,过量空气系数为O.95时的结渣为黑又亮,造成明亮差别的主要是在还原燃烧条件下,狄的熔点下降了约100120,灰熔融量

7、提高,另外在还原气氛下渣中有一些氧化金属被还原成金属,所以过量空气系数为O.95时的结渣较常规燃烧结颜色要亮一点。从俯视和侧视图中得到,常规燃烧结的渣较还原气氛下结的渣要粘一些,同样是从炉壁上结的熔融渣落到碳棒上,常规燃烧结的渣能在碳棒上堆积保存下,见图3.8中渣凸起的部位,而图3-9还原气氛下结的渣灰熔点和粘度低,使从炉壁上结的熔融渣落到碳棒上不能堆积在碳棒,反而将原碳棒上结的渣冲掉,在碳棒渣中上有凹下部分。 图3-10主燃烧区空气过剩为O.95结渣侧视图根据试验结果,常规燃烧和空气分级燃烧时还原区的结渣等级是相等的,都为严重结渣等级,空气分级燃烧结渣趋势要略强于常规燃烧结渣的趋势。空气分级燃烧和常规燃烧锅炉结渣基本上维持在原有的水平上。3.4本章小结在CRF热态试验台上进行的中试试验得到如下结论:(1空气分级燃烧能够有效地控制NOx的生成量,是由于主燃区选择了适宜的过量空气系数。在CRF热态试验台试验中,按示范电厂燃用海州、五龙、艾友和孙家湾等矿的四种煤的比例为3:3:3:l混烧,主燃烧区最佳过量空气系数为O.9-0.95。对应锅炉的燃尽风量