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2021年第04期
2021-05-17
63

多通道逆喷旋流煤粉燃烧特性及NOx排放试验研究

  • 作者:

    牛芳
    刘鹏中
    王鹏涛
    王学文
    于硕
    王乃继
  • 关键词:

    工业煤粉锅炉
    多通道煤粉燃烧器
    燃烧特性
    火焰特性
    NOx排放
  • 作者单位:

    煤科院节能技术有限公司
    煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室
    煤炭科学研究总院

摘要

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摘要:

煤粉燃烧器是煤粉工业锅炉核心技术,也是实现煤炭在工业锅炉领域清洁高效利用的关键。为探究14 MW多通道逆喷旋流煤粉燃烧器的燃烧特性及NOx排放特性,基于热态台架试验及14 MW煤粉工业锅炉工业试验,采用高温热电偶、烟气分析仪、高速工业摄像机和飞灰收集装置对预燃室内温度分布、组分浓度分布以及预燃室外火焰形态和尺寸、炉尾NOx排放浓度和飞灰发热量进行测量,定量表征了该燃烧器的燃烧特性、火焰特性及NOx排放特性。试验结果表明:①燃烧特性方面,逆向射流、旋转射流及预燃室技术的耦合,在预燃室内初级火焰区创造了高温(>1 200 ℃)、低氧(<1%)、高CO(>50 000 mg/L)和低NOx(<300 mg/Nm3)的强还原区,实现了煤粉在预燃室内的低氮、稳燃。紧贴预燃室壁面的直流外二次风形成了低于440 ℃的低温区域,其对于降低预燃室壁面温度、壁面高温腐蚀具有重要作用。②火焰特性方面,预燃室外燃烧火焰长度约为2 680 mm,火焰直径接近770 mm,火焰发散角为27.97o,火焰形态稳定、色泽明亮且具有一定的旋转刚性。火焰锋面上存在明显的褶皱,表明火焰锋面上的热质交换较为强烈,燃烧强度较为剧烈。③NOx排放特性及燃尽特性方面,炉尾NOx初始排放质量浓度为384 mg/Nm3(O2质量分数为9%条件下),再结合SNCR技术可将NOx排放质量浓度降至164 mg/Nm3(O2质量分数为9%条件下),而此时炉尾飞灰低位发热量仅为540 kJ/kg,计算得煤粉燃烧效率约为97.92%,具备低氮、高效的燃烧特性。


  • 发热量及燃烧效率
  • 预燃室内NOx浓度分布及工业试验NOx初始排放值
  • 火焰形态尺寸
  • 预燃室内燃烧特性
  • 工业炉试验
  • 火焰捕集过程
  • 烟气组分测量过程
  • 多通道逆喷旋流燃烧器结构示意
牛芳,刘鹏中,王鹏涛,等.多通道逆喷旋流煤粉燃烧器燃烧特性及NOx排放试验研究[J].煤炭科学技术,2021,49(4):142-148.doi:10.13199/j.cnki.cst.2021.04.017 NIU Fang,LIU Pengzhong,WANG Pengtao,et al.Experiment investigation combustion and flame characteristic and NOx emission of multichannel reverse-jet swirl burner for industrial pulverized coal boiler[J].Coal Science and Technology,2021,49(4):142-148.doi:10.13199/j.cnki.cst.2021.04.01

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