中心富燃料直流煤粉燃烧器燃烧及NOx生成特性

• 作者: 沈涛 宋民航 夏良伟 黄莺 路丕思
• 来源期刊: 洁净煤技术
• 学科: 工学
• 关键词: 直流燃烧器 煤粉燃烧 数值计算 着火及燃尽 NO_x生成特性
• 年，卷（期）: 2023,（4）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 151-159
• 页数: 8页
• 分类号: TK16
• 语种: 中文
• DOI: 10.13226/j.issn.1006-6772.21011801

摘要

为了提升直流煤粉燃烧器在促进煤粉着火稳燃及降低NO_x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NO_x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NO_x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NO_x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NO_x质量浓度保持在237.3 mg/m3(O_2体积分数6%)。通过该燃烧器基准工况下的NO_x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NO_x生成，使NO_x质量浓度降至162.34 mg/m3(O_2体积分数6%)。通过该燃烧器基准工况下的NO_x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NO_x生成，使NO_x质量浓度降至162.34 mg/m3(O_2体积分数6%)。