《W火焰多次引射分級燃燒機理研究》是依託哈爾濱工業大學，由李爭起擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：W火焰多次引射分級燃燒機理研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李爭起
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
低揮發分煤占我國動力用煤的40%以上，W火焰鍋爐是燃用此類煤的主力爐型，但普遍存在飛灰可燃物含量高、NOx排放量高及結渣嚴重的問題，現有技術難以綜合解決以上問題。本課題組提出的多次引射分級燃燒技術，通過其獨特的燃燒組織方式，有效保證高效、低NOx排放同時防止結渣。首次工業示範表明飛灰可燃物含量及NOx排放量明顯低於同類技術，且結渣輕微，但仍存在很大的提升空間，需要對其機理開展深入的研究。.本課題將採用沉降爐研究低揮發份煤焦炭燃燒過程中NO生成及自還原異相反應機理。利用單相及氣固兩相試驗研究燃燒器噴口布置形式及布置位置、爐內配風及送風角度對爐內流動特性的影響規律，利用數值計算結合工業試驗研究運行參數對爐內燃燒特性的影響，並根據研究結果對多次引射分級燃燒技術進行系統性最佳化。
結題摘要
在我國發電行業的動力用煤中，低揮發分的貧煤和無煙煤占40%以上，W火焰鍋爐作為燃用低揮發分煤種的成熟爐型在我國發展迅速。本課題利用自主研發的W火焰鍋爐多次引射分級燃燒新技術對超臨界W火焰鍋爐進行燃燒系統的方案設計與最佳化。利用煙霧示蹤進行了燃燒器圓形噴口和矩形噴口的示蹤試驗，試驗結果表明僅在採用矩形噴口且噴口間距較小時，可以保證拱上射流的剛性，一次風可以被內二次風、外二次風和三次風引射，到達冷灰斗中部，充分利用了冷灰斗的空間，爐內的氣流的對稱性良好。建立單相冷態試驗，利用恆溫熱線風速儀對爐內的流場進行了測量，研究不同結構和運行參數對流場的影響。建立氣固兩相冷態試驗，利用雷射顆粒動態分析儀對爐內氣固兩相的流動特性進行測量，研究不同運行參數下對爐內兩相流場的影響。發現在合適的結構和運行參數下，爐內流場對稱，氣流下射到冷灰斗中部，爐膛利用空間較大。藉助數值計算方法對爐內燃燒及NOx生成特性進行數值預測。濃、淡煤粉氣流粉量比由6:4增大到9:1後，濃煤粉氣流著火距離由1.2m縮短到0.7m。對應飛灰可燃物含量由5.87%減小到5.52%，NOx排放濃度由778mg/m3 (O2=6%)減小到662mg/m3 (O2=6%)。隨著內二次風率由19.66%減小到7.66%，濃煤粉氣流著火距離由1.0m減小到0.8m。拱上氣流下沖深度有所減小，NOx排放濃度由662mg/m3 (O2=6.0%)增大到726mg/m3 (O2=6.0%)。通過全面的工業熱態試驗，推薦最佳化二次風、三次風、燃盡風及內二次風擋板開度分別為95%、70%、55%和100%，該擋板開度組合下的NOx排放濃度和飛灰可燃物含量分別為589mg/m3 (O2=6.0%)和6.18%。 最終，採用沉降爐研究低揮發份煤焦炭燃燒過程中NO生成及自還原異相反應機理。進行了單因素焦炭燃燒試驗，對煙氣成分及含量進行線上檢測，對燃燒前、後焦炭進行元素分析和物理結構分析，研究了各因素對低揮發份煤焦炭 NO 生成及自還原異相反應的影響，建立焦炭的 N、 O、 C 等元素的含量、物理結構與 NO 生成之間的關聯。
