洁净煤技术

作者：黄椿朝, 李争起, 路跃, 王誉霏, 陈智超

关键词：低负荷稳燃,气固两相,旋流燃烧器,劣质煤,深度调峰

现有燃用劣质煤锅炉无助燃最低稳燃负荷为50%，难以满足深度调峰需求。前人的研究主要聚焦于降低NOx排放，而非低负荷稳燃，试验条件大多设置为满负荷，缺乏对低负荷工况的研究。为解决燃用劣质煤锅炉深度调峰能力不足的问题，研发了一种新型低负荷稳燃技术。该技术保留了原有燃烧器的二次风结构，通过耦合中心给粉技术，引入旋流缝隙风，并结合对预混段和扩口的优化，可在最低30%负荷下仅依靠自身回流区实现稳燃。将该技术应用于1台350 MW劣质煤锅炉的LNASB燃烧器上，得到低负荷稳燃LNASB燃烧器。通过实验室气固两相试验，在30%锅炉负荷下，分析了缝隙风量对新型燃烧器气固流动的影响。试验结果表明：缝隙风可调控回流区形态和尺寸。缝隙风量为内二次风量的66%时，回流区为大环形，长度1.0d，直径0.48d，下边界距中心轴线0.075d (d为外二出口直径)。缝隙风量为44%时，为中心回流区，长度0.7d，直径0.60d。缝隙风为22%和0%时，回流区变为小环形，长度0.5d，直径分别为0.24d和0.32d。66%、44%、22%和0缝隙风量时的总回流率分别为0.74、0.55、0.29和0.38，旋流数分别为0.872、0.934、0.784和0.512，气相/颗粒相的扩散角分别为37.8°/36.3°、38.4°/36.6°、35.1°/32.0°、36.0°/35.4°。在径向r=0~50 mm，66%和44%缝隙风量的轴向速度低于22%和0缝隙风的工况。22%缝隙风时切向速度的衰减更快。相同x/d下 (x为测点到出口的距离)，无缝隙风时的径向速度大于有缝隙风时的工况，且负值范围更小。在x/d=0.1之后，66%和44%缝隙风时的湍流强度峰值高于其他2个工况。随着缝隙风量的减小，相同位置的湍流动能呈逐渐增大的趋势。相同位置下，0缝隙风量时湍流动能耗散率低于有缝隙风存在时的工况。4种工况下的颗粒浓度沿径向呈“内浓外淡”分布。66%缝隙风量时，x/d=0.3~0.7存在明显的颗粒回流，且回流的起点靠近燃烧器中心。44%缝隙风量时，x/d=0.5~0.7内存在中心区域的颗粒回流。0缝隙风量时，峰值位置位于r/d=0.15附近，高浓度颗粒位于一次风边缘，明显的颗粒回流发生在x/d=0.1~0.3。22%缝隙风量时，颗粒没有明显的回流。

来源：2025年第6期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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