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
• 来源期刊: 煤炭科学技术
• 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
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 中国煤科首席科学家成果专题|Special Issue for Chief Scientists’ Achievements of CCTEG
• 页码范围: 142-148
• 页数: 7页
• 分类号: TQ534
• 语种: 中文

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(>1200℃)、低氧(<1％)、高质量浓度CO(>50000 mg/L)和低质量浓度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2680 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.