洁净煤技术

作者：沈涛, 宋民航, 夏良伟, 黄莺, 路丕思

关键词：直流燃烧器,煤粉燃烧,数值计算,着火及燃尽,NOx生成特性

为了提升直流煤粉燃烧器在促进煤粉着火稳燃及降低NOx生成方面的性能，哈尔滨锅炉厂设计开发了一种中心富燃料直流煤粉燃烧器，通过设置两级煤粉浓缩并结合钝体回流及稳燃齿稳燃，强化煤粉浓淡分级燃烧、稳燃及降低NOx生成效果，利用ANSYS Fluent数值计算方法获得该类型燃烧器的整体燃烧性能，通过调整风量配比系统研究了该燃烧器的气固流动、燃烧特性及NOx生成特性。结果表明：一次风煤粉气流经两级浓缩后，可将大部分煤粉（占总煤粉量的80%～90%）浓缩于中间浓煤粉气流通道，浓煤粉气流喷出速度在12～16 m/s，能在燃烧器出口形成低速、富燃料区，促进煤粉气流的快速升温及着火，着火位置距燃烧器出口约300 mm。同时，稳燃板的设置可在燃烧器出口处形成2处对称高温回流区，对应回流区长度在160 mm附近。减小一次风量并增大二次风量，将降低挥发分的反应速率，延长CO及固定碳的反应时间，火焰高温区长度增大，且不利于抑制NOx生成。而当增大二次风量同时减小燃尽风量时，高速二次风对煤粉气流的引射作用增强，为后续煤粉燃烧持续补氧，促进了后续煤粉的持续燃烧放热，同时由于空气分级燃烧效果进一步减弱，削弱了主燃区还原性效果，使NOx质量浓度保持在237.3 mg/m3 (O2体积分数6%)。通过该燃烧器基准工况下的NOx生成特性可知，由于燃烧器出口高温回流区加低速富燃料区的共同作用，燃烧器出口形成贫氧富燃料的强还原性氛围，从而明显抑制NOx生成，使NOx质量浓度降至162.34 mg/m3(O2体积分数6%)。

来源：2022年第04期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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