煤粉燃烧技术新发展概述
收稿日期:2003-11-12;修回日期:2004-02-29
作者简介:张海飞(1976—
),男,南京工业大学材料科学与工程学院硕士研究生,主要从事煤粉燃烧特性方面的研究.
文章编号:1001-6988(2004)022*******煤粉燃烧技术新发展概述
张海飞,张 薇
(南京工业大学材料科学与工程学院,南京210009
)
摘 要:煤粉燃烧需要解决的主要问题是提高燃烧效率和降低污染,对这两大问题的研究进展进行了概述。主要介绍了催化燃烧、脉动燃烧、高温空气燃烧、低NO x 燃烧技术的工作原理及研究成果。
关键词:催化燃烧;脉动燃烧;低污染;NO x 中图分类号:T Q534 文献标识码:B
R evie w on N e w Developement of Pulverized
Coal Combustion Technology
ZH ANG Hai 2fei ,ZH ANG Wei
(Material Science and Engineering College ,Nanjing Univer sity o f Technology ,Nanjing 210009,China )
Abstract :The main problems of pulverized coal combustion are to im prove efficiency of combustion and to de 2crease https://www.wendangku.net/doc/0b16195322.html,test development of these aspects research is generalized in this paper.Research production of catalytic combustion ,pulsating combustion ,high tem perature air combustion and low NO x combustion technology ,is mainly introduced.
K ey w ords :catalytic combustion ;pulsating combustion ;low pollution ;NO x
0 前言
目前煤粉燃烧的利用率低,不完全燃烧损耗和污染严重。煤粉燃烧效率的提高与污染物排放的降低是煤粉燃烧需要解决的两大问题。人们一直在不断的探索和研究,寻找提高燃烧效率和降低NO x 、S O x 、C O x 排放的方法。尽管目前采用了各种新型的燃烧方式,包括热回流技术、高浓度煤粉燃烧、有限空间内初期燃烧强化等等,但仍未令人满意。近些年又出现了新的高效燃烧方案,如催化燃烧、脉动燃烧、高温空气燃烧、低NO x 燃烧技术、C O 2再循环技术等。本文对它们的工作原理及研究状况做一概述。
1 催化燃烧
煤的催化燃烧是指在煤中加入适当的催化剂,如碱金属盐和碱土金属盐(K 2C O 3、Na 2C O 3、CaC O 3),过渡金属化合物(CuO 、ZnCl 2、CuS O 4、ZnO )等,使煤的燃烧状况改变,使火焰稳定,并提高效率。催化燃烧是一种很有前途的燃烧方式,国内外都对此进行了系统的研究。美国的Bindim 、Alam M.M.、Inra K.研究了催化对煤的气化和燃烧速率的影响等燃烧特性;国内徐谷衡对煤催化燃烧机理及应用进行了较为系统的研究;谭志诚等人用热重法研究了煤催化剂的催化助燃效果及作用机理[1,2]。
文献[1]在进行催化燃烧机理的研究时,对添加催化剂(K 2C O 3、Na 2C O 3)后煤热解活化能进行了实测,发现催化剂使热解的活化能降低。活化能降低将有利于煤的热解,提高挥发分的产量,并改变了挥
4
1 I ndustrial Furnace Vol.26 No.2 Mar.2004
发分的组分,使H 2的含量提高。
文献[2]用热重法研究了煤燃烧添加剂对南票煤的助燃效果。图1为南票煤和含5%催化剂B J (主要成分是碱金属和碱土金属的氧化物及其盐类)的南票煤的TG (失重)和DTG (热重微分曲线,即对TG 曲线一次微分)曲线,图2为两者的燃烧失重率
随时间的变化曲线。由图可以看到,添加5%催化剂的南票煤与南票煤相比,
其峰顶温度约下降80K;在相同时间(25min )内,其燃烧失重率从29%增加到36%,增加率约为22%。由此可见,煤燃烧添加剂对南票煤有明显的助燃效果。
图1 南票煤和含5%催化剂的南票煤的TG 和DTG 曲线
图2 南票煤和含5%催化剂的南票煤的燃烧失重曲线
研究认为煤催化燃烧的机理是:碱金属盐在煤催化着火中,提高了挥发分产量,改变了挥发分的成分,结果减低了煤的气相着火温度和固相着火延迟时间。催化剂在着火过程中充当了氧的活化载体,促进了氧化从气相空间向炭表面的扩散,氧转移的结果使固定炭着火温度减低。
所有的这些因素对煤的催化着火起到十分有利的作用,加速了煤催化着火的过程。
2 脉动燃烧
脉动燃烧是一种节能、低污染的新型燃烧技术,
是介于正常燃烧和爆炸之间的一种燃烧方式。对它
的研究可追溯到1977年,Byron Higgns 首次报道了燃烧振荡现象。1900年第一台脉动燃烧装置出台。后来一度中断研究,上世纪70年代末,由于能源危机,脉动燃烧又开始引起兴趣。80年代进入实用开发阶段。美国在这方面已经取得商业价值。我国的北京航空航天大学和同济大学分别于1985年和1987年开始这方面的研究。2.1 脉动燃烧的工作原理
脉动燃烧器可以燃烧气体、液体和固体燃料(煤粉)。煤粉可以直接喷入燃烧室,也可随空气进入燃烧室。脉动燃烧器的工作和循环过程由以下4个基本过程组成,见图3。
图3 脉动燃烧器工作循环示意图
(1)点火燃烧过程。煤粉进入燃烧室后,由电火
花点火,燃烧室内的温度和压力开始升高,燃烧区膨
胀,燃烧产物向两端排出,工作点由A 到达B 。
(2)气体膨胀过程。该过程中气体膨胀向外流出,燃烧室压力由点B 开始下降,由于气流的惯性,使得燃烧室压力降到大气压以下(点C ),燃烧室内形成负压。
(3)吸入可燃物过程。在燃烧室负压作用下,煤粉
和空气由进气阀自动吸入,同时,尾管中的燃烧产物也返回燃烧室,使燃烧室内的压力由点C 升到点D 。
(4)压缩重新点火过程。回流气体的惯性使燃烧室内的气体压缩,压力由点D 升到A ,空气和煤粉急速混合,被回流的高温气流点燃,开始下一循环。燃烧过程自动重复,不再需要外加点火。2.2 煤粉脉动燃烧的特点2.2.1 优点
与常规燃烧相比,脉动燃烧具有独特的优点,主
要是燃烧过程的脉动性,强化了燃烧和排出气流中质量、动量和热量的传递过程。
(1)燃烧效率高。气流的强烈脉动,极大地改善了反应物间的扩散掺混和传热传质过程,从而大幅度提高燃烧效率,在很低的过量空气条件下,燃烧效
5
1《工 业 炉》 第26卷 第2期 2004年3月
率可达98%～100%。
(2)热效率高,传热系数大。脉动燃烧充分,所需过量空气少(α=1.02～1.05),且具有自行排气功能,故可大大降低排气热损失,使总热效率提高到95%～98%。脉动燃烧的湍流扰动作用,使传热边界层变得薄而不稳定,因而极大的降低了热量传递的阻力,使燃烧室和排气管的传热系数可达到93～174W/(m2?℃),比非脉动燃烧装置高1倍。
(3)排烟污染小。脉动燃烧器内强烈的气流脉动,使煤粉燃烧充分,排出尾气中的C O、NO和烟尘等含量降低。
(4)脉动燃烧器结构简单,体积小,具有自吸、自燃及正压排气的特点。
2.2.2 缺点
脉动燃烧主要的缺点是噪声大,会引起系统组件的震动,对构件的强度和工作的可靠性造成了不利的影响。故在结构设计时必须严格保证一定的声学条件和某些部件的强度。使得脉动燃烧器的设计难度加大。
总之,煤的脉动燃烧是一种很有前途的燃烧方式。但是,燃烧所产生的强噪声和强振动是限制它在动力工业应用的尚待解决的问题。
3 高温空气燃烧技术
高温空气燃烧(HT AC—high tem perature air com2 bustion)是20世纪90年代得到迅速发展的一种高新燃烧技术。高温空气燃烧是指燃料在空气预热到1200℃甚至更高的温度,在较低的氧浓度(约5%)的炉内燃烧,火焰稳定,燃烧效率高。且NO x、C O的排放量低,达到高效低污染的要求。
高温空气燃烧技术以其烟气余热的极限回收和NO x低排放的突出特点,吸引着日本、英国、德国、美国等国正在开展深入的研究工作,并已有工业应用的范例。但是,目前的研究和开发的燃烧器主要是针对煤气等气体燃料,煤粉的高温空气燃烧的技术关键是解决蓄热体的堵塞问题。现日本已开发出高温空气燃煤锅炉,它的基本原则:一是控制炉内温度不超过灰软化温度,避免炉内结焦;二是采用孔尺寸较大的蜂巢蓄热体,允许大量的飞灰通过,蓄热体因其直通孔道和气流来回换向,有一定的自清灰功能;三是在蓄热体后的低温烟气中进行除尘,保护飞灰不进入换向阀等机械部件中去。在我国,工业生产用的燃料80%是煤,研制开发出燃煤高温空气燃烧器,具有重大的现实意义,但是国内对这方面的研究还是空白,今后应加强开展煤粉的高温低氧燃烧技术研究。
4 低N O x燃烧技术
低NO x燃烧技术与以上几种相比,是比较成熟的。有关的研究比较丰富,有的已用于工业生产。它有分级燃烧、低O2燃烧、煤粉浓淡燃烧、O2/C O2再循环燃烧。
4.1 分级燃烧
分级燃烧包括空气分级和燃料分级两种。
4.1.1 空气分级
将燃烧用的空气分阶段送入,例如先将理论空气量的80%从燃烧器送入,使燃料在缺氧的条件下燃烧,首先生成C O,可将NO x分解,抑制燃料NO x 和热力NO x的生成。然后将燃烧用空气的剩余部分送入,虽然这时空气量多,但火焰温度低,不会生成较多的NO x,因此NO x的生成量是降低的。
4.1.2 燃料分级
燃料分级的意义是将燃料分批送入炉内,形成多个燃烧区。例如,将大部分燃料从燃烧器内进入一次燃烧区,该区在贫燃料状态下运行(α≥1);二次燃料喷入一次燃烧区的下游,形成富燃料并还原NO x的再燃烧区,再燃燃料在这里产生碳氢化合物与一次燃烧区的NO x反应并还原成N2,用这种办法可使NO降低50%或更低,最后送入燃尽风(α>1)使燃料完全燃烧。
4.2 低O2燃烧
低O2在一定程度上限制了反应区内的氧量,抑制了NO x的生成。用这种方法可使NO x降低排放5%～20%。对一台锅炉来说,是低空气系数α运行,由于α降低,混合不良,会产生C O。因此在确定低O2范围时,必须兼顾高效低污染两方面的要求。
4.3 浓淡燃烧
从NO x的生成机理分析,空气系数α=1.0时, NO x的排放量最大。为避免这种情况,设法使一部分燃料在空气不足下燃烧,另一部分在空气过剩下
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综 述:煤粉燃烧技术新发展概述
燃烧。燃烧时α都不等于1.0。这种方法叫非化学当量比燃烧或浓淡偏差燃烧。
燃料过浓,燃烧温度低,热力NO x降低;燃料过稀,空气量太大,燃烧温度同样不高,总的NO x排放量较低。
4.4 CO2循环燃烧
将空气中N2分离得到高浓度的O2,再和锅炉尾部再循环烟气(约95%C O2)混合后作为一次风携带煤粉送入炉膛,还有大部分O2与其余C O2的混合后作为二次风使燃料继续燃尽,这就是O2/C O2和煤粉的再循环燃烧。实验证明,在O2/C O2的环境下, NO x的生成量由于炉前N2的分离而大大减少。
上世纪70年代以来,世界上许多国家对煤的低NO x燃烧进行了研究,取得了可喜的成果。我国也采取了多种方法,如徐旭常院士开发的船形煤粉燃烧器,通过分级燃烧,不仅减低NO x排放,且对火焰的稳定也有很好的效果。秦裕琨等人研究的浓淡燃烧器也很好地降低了排放。国外,日本和德国相继开发出新型燃烧器,对降低NO x排放起到了很好的效果。
5 结束语
煤粉燃烧效率的提高和排放烟气中的污染气体浓度降低是目前急需解决的问题,为此国内外科学工作者进行了大量的研究,不断地研究和发展新的燃烧方法,来提高燃料燃烧利用率和降低污染。上面提到的几种燃烧方式都是很有发展前途的,现在科学研究者们还在继续的对它们进行更深入的研究,相信不久的将来,它们会被很好地应用到实际生产中去,且会有更多更好的燃烧方法不断出现。
参考文献:
[1] 徐谷衡.煤催化燃烧机理及应用研究[D].上海:同济大学,1992
[2] 谭志诚,王树东,李莉,等.热重法研究煤催化剂的催化助燃效
果及作用机理[J].催化学报,1999,5(3):263-266
[3] 韩才元.煤粉燃烧[M].北京:科学出版社,2001.630-666
[4] Z inn B T.Pulsating combustion[J].J of M ech Engi.1985,53:58-65
[5] Z inn B T.Pulsating combustion[A].In:W einberg F J,ed.Advanced
C ombustion M ethods[M].London:Academic Press,1986,170-178
[6] Severyanin V S.Application of Pulsating C ombustion in Industrial In2
stallations[R].Sym p on Pulse-C ombustion Application,1982
[7] 李保国.脉动燃烧技术及应用[J].中国农业大学学报,1998,3
(2):36-40
[8] Junichi Sato.C ombustion in H igh T em perature Air[R].日本:AS2
PACC97,1999.286-289
[9] T oshiaki Hasegawa.C ombustion with T em perature Low Oxygen Air in
Regenerative Burners[R].日本:ASPCC97,1997.290-293
[10] 祁海鹰,李宇红,由长福,等.高温空气燃烧技术的国际发展动
态[J].工业加热,2003,(1):1-7
[11] 田子平,吴国江,汪国山,等.高温空气燃烧技术的最新进展
[J].锅炉技术,2000,5(3):16-20
[12] K en K ishim oto.Abservation of Chemiluminescence from Flames with
Preheated and low Oxygen Air[R].日本:ASPACC97,1997.468-
472
[13] 曾汗才.燃烧与污染[M].武汉:华中理工大学出版社,1992.66-163
[14] Y amada T,K iga T,Okawa M.Characteristics of pulverized coal com2
bustion in CO2-recovery power plant applied O2/CO2combustion
[J].ICOPE297,1997,(2):285-290
[15] 毛健雄.煤的清洁燃烧[M].北京:科学出版社,1998.209-286
[16] Fenim ore C P.F ormation of Nitric Oxide in Premixed Hydrocarbon
Flame[R].13th Sypm(Inter)on C ombustion,1971.373-380
WZ0402 循环流化床反应器中热解生物质可生产燃料和化学物。https://www.wendangku.net/doc/0b16195322.html,ppas,et al.Biom ass pyrolysis in a circulating fluid bed reactor for the production of fuels and chem icals.Fuel.2002,81(16):2087-2095。
描述循环流化床(CF B)反应器中生物质闪蒸热解和连续再生固体的方法。这种装置中可进行常规和催化的生物质热解,可选出适当的固体,经过催化热解可直接制成优质液体产品,CF B装置中进行闪蒸热解可获得70%(按生物质进给量)液体产品。确定各种特定操作变量,如无机固体的类型和固体/生物质比值对最后液体产品的质量和产量的效应。硅石砂是一种工业用流体催化和裂化的催化剂及Z S M-5添加剂作为固体材料,获得的液体产品质量和成分均得到改进。《燃料》(美国)2002,81(16):2087-2095
WZ0403 轮胎衍生燃料与煤共燃。N.S.Hard2 ing.C ofiring tire-derived fuel with coal.Proceedings of the International T echnical C on ference on C oal Utilization &Fuel Systems.2002,(1):477-488.
描述工业炉和公用事业用炉内轮胎衍生燃料与煤共燃的商业示范。讨论轮胎衍生燃料的特性、制备和搬运,共燃烧料燃烧设备适当使用法和共燃示范时产生环境影响,美国现有轮胎储备量为10～20亿个,其潜能是十分巨大的。“国际煤的利用与燃料系统技术交流会”汇编.2002,27(1):477-488(英文)(邵本逑摘译)
71《工 业 炉》 第26卷 第2期 2004年3月
煤粉燃烧器的安全技术
煤粉燃烧器的安全技术Through the process agreeme nt to achieve a uni fied action policy for differe nt people, so as to coord in ate acti on, reduce bli ndn ess, and make the work orderly.
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低氮分级燃烧技术介绍
低氮分级燃烧技术 一.低NO x优化燃烧技术的分类及比较 为了实现清洁燃烧，目前降低燃烧中NO、排放污染的技术措施可分为两大类：一类是炉内脱氮，另一类是尾部脱氮。 1.1炉内脱氮 炉内脱氮就是采用各种燃烧技术手段来控制燃烧过程中NO x的生成，又称低NO x燃烧技术，下表给出了现有几种典型炉内脱氮技术的比较。 表2
1.2尾部脱氮 尾部脱氮又称烟气净化技术，即把尾部烟气中已经生成的氮氧化物还原或吸附，从而降低NO x排放。烟气脱氮的处理方法可分为：催化还原法、液体吸收法和吸附法三大类。 催化还原法是在催化剂作用下，利用还原剂将NO x还原为无害的N2。这种方法虽然投资和运转费用高，且需消耗氨和燃料，但由于对NO x效率很高，设备紧凑，故在国外得到了广泛应用，催化还原法可分为选择性非催化还原法和选择性催化还原法相比，设备简单、运转资金少，是一种有吸引力的技术。 液体吸收法是用水或者其他溶液吸收烟气中的NO x。该法工艺简单，能够以硝酸盐等形式回收N进行综合利用，但是吸收效率不高。 吸附法是用吸附剂对烟气中的NO x进行吸附，然后在一定条件下使被吸附的NO x脱附回收，同时吸附剂再生。此法的NO x脱除率非常高，并且能回收利用。但一次性投资很高。 炉内脱氮与尾部脱氮相比，具有应用广泛、结构简单、经济有效等优点。表2中各种低NO x燃烧技术是降低燃煤锅炉NO x排放最主要也是比较成熟的技术措施。一般情况下，这些措施最多能达到50%的脱除率。当要进一步提高脱除率时，就要考虑采用尾部烟气脱氮的技术措施，SCR和SNCR法能大幅度地把NO x 排放量降低到200mg/m3，但它的设备昂贵、运行费用很高。 根据我国发展现状和当前经济实力还不雄厚的国情，以及相对宽松的国家标准CB13223一2003，在今后相当长一段时间内，我国更适合发展投资少、效果也比较显着的炉内脱氮技术。即使采用烟气净化技术，同时采用低NO x燃煤技术来控制燃烧过程NO x的产生，以尽可能降低化设备的运行和维护费用。 表2中各炉内脱氮技术又以燃料分级效率较高。燃料再燃技术是有效的降低NO x排放的措施，早在1980年日本的三菱公司就将天然气再燃技术应用于实际锅炉，NO x排放减少50%以上。美国能源部的“洁净煤技术”计划也包括再燃技术，其示范项目分别采用煤或天然气作为再燃燃料，NO x排放减少30%到70%。在日本、美国、欧洲再燃技术大量应用于新建电站锅炉和已有电站锅炉的改造，在商业运行中取得良好的环境效益和经济效益。在我国燃料再燃烧技术研究和应用起步较晚，主要是因为我国过去对环保的要求较低，另一方面则是出于技术经
洁净煤技术考试
洁净煤技术考试（辽） 第一章 洁净煤技术：是煤炭高效和洁净开发、加工、燃烧、转化及污染控制技术的总称。 洁净煤技术的根本目的：减少环境污染和提高煤炭利用效率。 我国洁净煤技术的主要目标：1、全过程减排污染物，重点是减排二氧化硫；中悬浮颗粒物； 氮氧化物；2、提高煤炭利用效率，节约煤炭，减排二氧化碳； 3、强化煤炭转化，改善能源终端消费结构，实现煤炭低碳化 利用，促进能源安全问题的解决。 洁净煤技术分类:1、煤炭燃烧前净化技术：选煤、型煤、水煤浆。 2、煤炭燃烧中净化技术：低污染燃烧、燃烧中固硫、流化床燃烧、涡流燃烧。 3、燃烧后净化技术：烟气净化、灰渣处理、粉煤灰利用。 4、煤炭转化：煤气联合循环发电、煤气化、煤的地下气化、没得直接液化、煤的间接液 化、煤料电池、磁流体发电。 5、煤系共伴生资源利用：煤层气资源开发利用、煤系有益矿产利用、煤层伴生水利用。第三章型煤技术 一粉煤成型后具有多方面的优点： 1，可以提高炉窑效率5%-15%，从而节约煤炭7%-15% 2，可以减少粉尘排放量30%-60%，从而降低大气中粉尘颗粒物浓度 3，使用固硫添加剂的型煤可以降低SO2排放20%-50%从而在一定程度上遏制酸雨的危害4，使燃煤的其他有害物质排放降低 二1型煤：是按照一定粒度要求，将一种或者几种煤粉在有或者无粘结剂的条件下，加工制成一定的外形和物理化学性质的煤炭制品。 2 按照成型过程中的温度通常将型煤分为冷压法和热压法型煤 3 粉煤成型过程主要有无粘结剂成型和粘结剂成型两种，根据成型的温度分为冷压成型和热压成型 4煤炭无粘结剂成型的机理有沥青质假说，腐植酸假说，毛细孔假说，胶体假说，分子粘结假说等。 5 常见的型煤粘结剂可以分为有机粘结剂，无机粘结剂，复合粘结剂工农业废物粘结剂等四大类 有机粘结剂：焦油沥青腐植酸木质素硫磺酸高分子聚合物。特点：粘结性强，制取的型煤冷态强度高，但高温时易分解燃烧缺少成焦成分，因此对型煤热性能的作用不太强。无机黏结剂：粘土石灰水玻璃石膏水泥氯化钠等特点：价格低廉具有一定的粘结强度，且内含碱金属碱土金属，碳酸盐或者氧化物等成分。 7 型煤生产工艺随着原料煤的性质，型煤用途，成型方式等会有不同，分为冷压成型和热压成型，冷压成型是指原料在低于100度的温度下进行的成型，包括无粘结剂成型和粘结剂成型
煤粉 燃烧器详细介绍
一种防结焦结构以及煤粉燃烧器 技术领域 本实用新型涉及煤粉燃烧器技术领域，尤其涉及一种防结焦结构以及煤粉燃烧器。 背景技术 5 煤粉燃烧器是指能够让煤粉在短时间内充分燃烧，产生高温涡流的设备，现有的煤粉燃烧器的结构如图1至图3所示，其包括炉体1-1、炉膛1-11、支架1-2与底座1-3，炉体1-1的左侧中部设置有送煤管1-4，送煤管1-4的一端延伸至炉体1-1的外侧，送煤管1-4的另一端延伸至炉体1-1的内侧，送煤管1-4位于外部的一侧底部倾斜设置有煤粉进管10 1-5，送煤管1-4的中心设置有点火管1-6，点火管1-6内通过气缸1-7可水平移动的设置有点火枪1-8，点火枪1-8上设置有雾化喷油嘴，送煤管1-4的右端与点火管1-6的右端之间沿周向均匀的设置有若干第一叶片1-9，炉体1-1内对应送煤管1-4的中部与右侧分别设置有相连通的环形进风腔1-10与第一环形出风腔1-12，第一环形出风腔1-12的右端沿15 周向均匀的设置有若干第二叶片1-13，第一叶片1-9与第二叶片1-13均与轴线呈一定的角度，保证产生旋流效果，炉膛1-11与炉体1-1之间设 与第二环形出风腔1-15，环形进风腔 1-10之间设置有第二耐高温浇注料层1-16，支架1-2上设置有鼓风机1-17，鼓风机1-17分别通过第一供气管20 1-18、第二供气管1-19与第一环形出风腔1-12、第二环形出风腔1-15相连通，在行走电机1-20的带动下，炉体1-1可以在底座1-3上进行移动。 磨煤喷粉机将煤粉从煤粉进管1-5进入，然后通过送煤管1-4后在第一叶片1-9的作用下以旋流的方式喷出，煤粉被点燃后进行燃烧，点25 火枪1-8在点火之后被气缸1-7拉入点火管1-6内，避免烧损，与此同时，
21 百叶窗式水平浓淡煤粉燃烧器
109 百叶窗式水平浓淡煤粉燃烧器 在燃贫煤300MW 机组的应用研究 王纪宏 （河南安阳电厂） 摘要：为适应市场经济下的运行模式，针对发电企业改革中的深度调峰、超低NOx 排放问题，本文从百叶窗式水平浓淡煤粉燃烧器的结构分析了其稳燃性、NOx 低排放的机理，并通过安阳电厂#9、#10炉燃烧器的改造情况和试验结果分析，NOx 低排放量、稳燃性达到了国际领先水平，为企业创造了可观的经济效益和社会效益。文章还提出了对洁净燃烧和节能的一些新观点和建设性建议。 关键词：300MW 机组；百叶窗式水平浓淡煤粉燃烧器；改造；试验；Nox ；稳燃性 1 前言 安阳电厂#9、#10炉（DG1025/18.2-II4）为亚临界一次中间再热自然循环汽包炉，平衡通风，固态排渣，中储式结构，分别于1998年3、9月投产，运行基本稳定。为了适应电力市场频繁调峰、保证锅炉洁净燃烧，分别在2000、2001年机组大修中，将五层一次风全部改造为百叶窗式水平浓淡煤粉燃烧器。设计燃煤特性见附表。 2 燃烧器概述 2.1 结构特点 水平浓淡煤粉燃烧器分浓缩器和喷口两部分（如图1）。 图1 水平浓淡煤粉燃烧器横截面图
浓缩器由五块有一定倾角的耐磨陶瓷板组成，又称百叶窗浓缩器。燃烧器喷口由三部分组成：从向火侧到背火侧依次为浓相喷口、淡相喷口和侧二次风喷口，三者均属于狭长形喷口。浓相喷口由波形船体和四块稳燃齿组成，淡相喷口和侧二次风喷口中间均有横隔板。浓相与淡相喷口之间有8度的偏离角。浓缩器和喷口之间为文丘里式气流加速管。同时整个喷口与风室之间上下各有14mm、左右各有9mm间隙，以形成周界风。 2.2 降低NOx含量机理 燃煤燃烧过程中，所产生的氮氧化物NOx有两种：燃料型NOx和温度型NOx。 燃料型NOx：这是燃料氮在燃烧过程中氧化生成的。生成温度一般在600~800℃，正常燃烧情况下，燃料型NOx的生成量约占80~85%，最高可达90%。研究表明：当过量空气系数α≤0.7时，没有燃料型NOx产生。可见，提高煤粉浓度，降低氧气浓度，可以有效控制NOx生成。 温度型NOx：这是在高温下由燃烧所需空气中的氮气氧化生成的。研究表明，当温度小于1500℃，几乎测不出NOx；当温度大于1500℃，NOx的生成量相当明显。控制温度型NOx 生成的主要措施是：降低燃烧温度水平；降低氧浓度；缩短烟气在高温区停留时间。燃煤炉中，温度型NOx的生成量约占15~20%。 目前，控制锅炉燃烧中NOx主要从三个途径入手：改善燃烧、燃料脱氮和烟气净化。改善燃烧，包括改进燃烧器，改善运行条件两方面。其指导思想是降低燃烧温度和燃烧区的过量空气系数，组织二级燃烧。此燃烧器是综合利用了上述方式。一次风喷口向火侧煤粉浓度比背火侧煤粉浓度高6倍左右，在向火侧，相对氧气量低；在背火侧，燃烧温度相对较低。这样，有效地抑制了两种NOx的生成量。同时该燃烧器淡相气流、侧二风均偏离浓相气流8度，一定意义上组织了二级燃烧。水平摆动二次风喷口正常运行时，向增大切圆方向摆动15°，下层二次风假想切圆由φ700/500mm，改造为φ1667.4/1468.6mm，即均偏离了燃烧区，对整个燃烧区形成包围状态，构成了“外包风”，组织二级燃烧，极大程度地抑制了两种NOx 的生成。 2.3 稳燃节能机理 水平浓淡煤粉燃烧器节能性表现在三方面：低负荷不投油稳燃性；缩短点火时间；燃尽性。 该燃烧器设计指导思想之一是：充分发挥向火侧着火优势，在向火侧实现高浓度燃烧， 着火基地。浓相煤粉着火后，为淡相煤粉提供了高温 热源，淡相煤粉也迅速着火，最终形成了稳定的燃烧 火炬。该燃烧器浓相喷口内的波形船体形成燃烧“三 高区”，增加了一次风与回流高温烟气的接触面积；四 块稳燃齿，每个齿附近均有一个小小的旋涡与回流。 这些均有利于点火、稳燃和燃尽。 3 改造情况 3.1 燃烧器改造情况（如图2） 五层一次风全部更换为百叶窗式水平浓淡煤粉燃 图2 燃烧器喷口排列示意图110
洁净煤技术的现状利用概述
煤炭是世界上最丰富的化石燃料资源，占世界化石燃料贮量的70%以上。世界煤的储量也十分丰富，计有可采煤6369亿t[1]。我国煤的储量居世界第三位（有可采煤989亿t）仅次于美国（1776亿t），独联体国家（前苏联1099亿t）[2]。目前煤炭约占世界一次能源消费的30%，按世界能源会议预测，煤炭作为一次能源的重要组成部分的地位将在相当长时间内不会改变，预计2020年煤炭将占世界一次能源消费的33.7%。中国是煤炭生产和消费大国，目前煤炭提供了我国一次能源的70%左右，在可预见的未来几十年内，煤炭仍将是我国主要的一次能源。 煤炭作为能源对人类的发展作出了巨大的贡献，但在煤炭的开发与利用过程中也产生了一系列污染问题，危及生态平衡与人类生存。 洁净煤技术旨在最大限度地发挥煤作为能源的潜能利用，同时又实现最少的污染物释放，达到煤的高效，清洁利用目的。洁净煤技术是一项庞大复杂的系统工程，包含从煤炭开发到利用的所有技术领域，主要研究开发项目包括煤炭的加工、高效燃烧、转化和污染控制等[3]。 为解决美国和加拿大的越境酸雨问题,美国于1986年率先提出洁净煤技术（Clean Coal Technolo－gy），并制订出洁净煤技术示范计划。此后10年中，洁净煤技术已引起国际社会普遍重视，目前已成为世界各国解决环境问题的主导技术之一。 1国外洁净煤技术的进展 美国是最早制定和实施洁净煤技术的国家[3]。美国“洁净煤技术示范计划”共制订了5轮计划的实施。共有40个CCT项目，分布于美国的18个州。项目类型共分为以下4类：（1）先进发电技术:包括常压循环流化床燃烧发电、增压流化床联合循环发电、 洁净煤技术的研究现状及进展 赵嘉博，刘小军 （中国矿业大学化工学院，江苏徐州221008） 摘要：我国是煤炭生产和消费大国,大力开发应用和推广适合我国国情的洁净煤技术是我国能源发展战略的主要内容，具有重要的意义。阐述了洁净煤技术的研究背景及其概念，介绍和分析了国内、外洁净煤技术的研究和发展现状,重点论述了我国目前在洁净煤研究领域的情况，如煤炭地下气化技术、工业型煤技术、水煤浆技术、煤液化技术、洁净煤联合循环发电技术等的情况，列出了洁净煤技术的特点,指出了我国发展洁净煤技术应加强的工作。 关键词：煤炭；洁净煤技术；研究现状 中图分类号：TQ53文献标识码：A文章编号：1671－9816（2011）01－0066－04 Present research status and development of clean coal technology ZHAO Jia-bo,LIU Xiao-jun （School of Chemical Engineering and Technology,China University of mining and Technology,Xuzhou221008,China）Abstract:China is a country which has a big amount of coal production and consumption.It is a very important part to research and apply proper clean coal technology,it’s also the main content of the national energy sources development strategy and has significant sense.The paper describes the background of research and the concept of clean coal technology,introduces and analyzes the status of research and development of clean coal technology with in China and abroad;in particular,describes the special features of Chinese clean coal technology,such as underground coal gasification,industrial moulded coal,coal water slurry, coal liquefaction,clean coal united cycling energy production techniques,in this paper,the features of the clean coal technology are shown,and the works which should be enhanced to develop the techniques in China are also pointed out. Key words:coal;clean coal techniques;present research status 收稿日期：2010-08-09 作者简介：赵嘉博（1986-），男，辽宁锦州人，中国矿业大学 09级在读研究生，主要从事空气重介流化床干法选煤工作和洁 净煤技术方面研究。
浓淡燃烧器
在燃气锅炉的设备中燃烧器的地位非常重要，燃烧器决定着燃料燃烧过程能不能实现完全燃烧，所以要减少NOx的生成量就要考虑燃烧器的性能。由燃烧器对NOx的生成量控制程度，我们把低氮燃烧器分为以下6种： 1．阶段燃烧器 根据分级燃烧原理设计的阶段燃烧器，使燃料与空气分段混合燃烧，由于燃烧偏离理论当量比，故可降低NOx的生成。 2．自身再循环燃烧器 一种是利用助燃空气的压头，把部分燃烧烟气吸回，进入燃烧器，与空气混合燃烧。由于烟气再循环，燃烧烟气的热容量大，燃烧温度降低，NOx减少。 另一种自身再循环燃烧器是把部分烟气直接在燃烧器内进入再循环，并加入燃烧过程，此种燃烧器有抑制氧化氮和节能双重效果。 3．浓淡型燃烧器 其原理是使一部分燃料作过浓燃烧，另一部分燃料作过淡燃烧，但整体上空气量保持不变。由于两部分都在偏离化学当量比下燃烧，因而NOx都很低，这种燃烧又称为偏离燃烧或非化学当量燃烧。 4．分割火焰型燃烧器 其原理是把一个火焰分成数个小火焰，由于小火焰散热面积大，火焰温度较低，使“热反应NO”有所下降。此外，火焰小缩短了氧、氮等气体在火焰中的停留时间，对“热反应NO”和“燃料NO”都有明显的抑制作用。 5．混合促进型燃烧器
烟气在高温区停留时间是影响NOx生成量的主要因素之一，改善燃烧与空气的混合，能够使火焰面的厚度减薄，在燃烧负荷不变的情况下，烟气在火焰面即高温区内停留时间缩短，因而使NOx的生成量降低。混合促进型燃烧器就是按照这种原理设计的。 6．低NOx预燃室燃烧器 预燃室是近10年来我国开发研究的一种高效率、低NOx分级燃烧技术，预燃室一般由一次风（或二次风）和燃料喷射系统等组成，燃料和一次风快速混合，在预燃室内一次燃烧区形成富燃料混合物，由于缺氧，只是部分燃料进行燃烧，燃料在贫氧和火焰温度较低的一次火焰区内析出挥发分，因此减少了NOx的生成。 锅炉系统中的一种喷口，结构相对简单。在燃煤锅炉中，为了降低燃烧产生的NOx,采用空气分级燃烧技术，即将锅炉炉膛分为主燃区、燃尽区。在燃尽区设置OFA供风，使主燃区产生的碳氢化合物被活化，主燃区产生的含氮中间产物进入OFA区，部分被还原为N2，未完全燃烧的燃料在燃尽区得到充分燃烧，即降低污染和又增加燃料利用率。亦有防止锅炉外爆的功能(锅炉外爆条件之一:足够的燃料)。一般在各个主燃烧器上方均有OFA喷口(多层燃烧器只在最上层 设有)。 在四角切圆锅炉中，燃尽风分为两类，一类是紧凑燃尽风，即 CCOFA(Close-coupled Overfire Air)，CCOFA与主燃烧器一体;另一类是分离燃尽风，即SOFA(Separated Overfire Air)，SOFA与主燃烧器分开布置。 浓淡燃烧器原理 2014-01-21 10:38 浓淡燃烧器原理 1. 所谓浓淡燃烧器，就是采用将煤粉——空气混合物气流，即一次风气流分离成富粉流和贫粉流两股气流，这样可在一次风总量不变的前提下提高富粉流中的煤粉浓度。 2. 富粉流中燃料在过量空气系数远小于1的条件下燃烧，贫粉流中燃料则在过量空气系数大于或接近1的条件下燃烧，两股气流合起来使燃烧器出口的总过量空气系数仍保持 在合理的范围内。
中央煤粉燃烧器技术方案
1 回转窑煤粉烧嘴 技 术 方 案
目录 1．总则 2．煤粉烧嘴设计要求 3．功能指标、保证值和考核办法4．监造及见证、出厂验收5．安装验收和技术服务 6．附件图纸
1 总则 1.1新型中央煤粉烧嘴是北京**环保设备有限公司研制开发的新一代的燃烧设备，该项目课题组研究人员基于多年的实践经验，根据冷、热态实验的技术参数，以国内外的煤粉烧嘴为基础，采用现代最新燃烧技术的大速差和强旋流理论，结合全国原煤资源的特性以及我国工业炉的燃料燃烧特点，运用计算机仿真技术，综合考虑多学科研究和发展成果研制而成。该燃烧器适用于冶金球团工程的回转窑以及建材水泥行业和石灰行业的及工业窑炉加热装置，具有一次风量比例低、燃烧推力大的显著技术特点。其高速的出口射流，大大强化了煤粉气流和二次热风的混合，最大限度消除了不完全燃烧，减少了不必要的热损失，并有利于降低热耗和利用低、劣质燃料；其独特的结构设计，具有灵便快捷的火焰调节手段，可使火焰形状随时满足窑内工况的需要，有利于建立合理的煅烧制度，提高产品质量；其卓越的燃烧特性，可提高工业窑炉的煅烧能力，充分发掘了设备的潜在能力以增加产量。 1.2本技术方案是适用于太钢**铁矿项目200万t/a链篦机-回转窑球团工程煤粉燃烧 器设备订货、设计、制造、检验、试验及交货等方面提出基本要求和最低要求。 1.3本技术方案未经卖方北京**环保设备有限公司允许，严禁买方转载和复制。 1.4本技术方案是根据北京**国际工程技术有限公司提供煤粉燃烧器的技术规格书要求编制而成。新型煤粉燃烧器由北京**环保设备有限公司完成制造，用户在使用之前要仔细使用手册和相关技术说明，安装、操作及维护等问题作了较为详细的介绍。 2、燃烧器性能保证的前提条件 用户需为本燃烧器的使用提供基本的使用条件，以保证HDF-K55型回转窑用四风道煤粉燃烧器达到良好的使用效果。本燃烧器性能保证的前提条件如下： ●相关工艺系统正常； ●窑头二次风温约1100℃左右； ●送煤风配置误差最大不超过10%； ●送煤粉的空气中不得含有大颗粒的异物或棉纱等物； ●燃烧器的喷嘴及煤粉入口处不允许出现堵塞现象。 2．煤粉烧嘴设计要求 2.1适应的煤粉成份
洁净煤技术发展综述
洁净煤技术（clean coal technology） 传统意义上的洁净煤技术主要是指煤炭的净化技术及一些加工转换技术，即煤炭的洗选、配煤、型煤以及粉煤灰的综合利用技术，国外煤炭的洗选及配煤技术相当成熟，已被广泛采用；目前意义上洁净煤技术是指高技术含量的洁净煤技术，发展的主要方向是煤炭的气化、液化、煤炭高效燃烧与发电技术等等。它是旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转换和污染控制新技术的总称，是当前世界各国解决环境问题的主导技术之一，也是高新技术国际竞争的一个重要领域。根据我国国情，洁净技术包括：选煤，型煤，水煤浆，超临界火力发电，先进的燃烧器，流化床燃烧，煤气化联合循环发电，烟道气净化，煤炭气化，煤炭液化，燃料电池。 《洁净煤技术》杂志创刊于1995年，是由国家煤矿安全监察局主管、由煤炭科学研究总院与煤炭工业洁净煤工程技术中心联合主办，经国家科委与新闻出版署正式批准向国内外公开发行的国家级技术刊物。主要刊载煤炭加工（洗选、型煤、水煤浆、配煤、煤泥利用），煤炭高效洁净燃烧（流化床技术、粉煤燃烧、燃煤联合循环发电、矸石发电），煤炭转化（气化、液化、焦化、燃料电池），污染控制与废弃物管理（土地复垦、烟气净化、粉煤灰综合利用、矿井水处理、矿区污染治理）等洁净煤技术方面的学术论文、研究报告、专题评述、国外技术动态和政策法规等文章。 2000年荣获中国学术期刊（光盘版）检索与评价、首届《CAJ-CD规范》执行优秀奖，全国中文核心期刊，中国科技核心期刊，是煤炭系统著名的技术类期刊。 《洁净煤技术》杂志社主营业务：①编辑、出版《洁净煤技术》期刊；编辑、出版书籍、增刊、专刊；②为矿山设备提供科学研究、设备选型、专题调研、专家咨询等咨询服务；为矿山设备、技术应用提供广告策划宣传、企业产品鉴定、推介（策划与发布）服务；③举办专业或专题技术培训、学术研讨会；承办、宣传、协办煤炭、电力、冶金、化工、机械等行业相关领域展会；④承包各类系统数据集成信息化项目；承担循环经济、企业管理、发展战略等方面的经济咨询业务；⑤承担煤炭企业技术咨询课题及技术服务项目、可行性研究及煤炭企业发展规划和区域规划等。 编辑本段技术工艺 洁净煤技术包括两个方面，一是直接烧煤洁净技术，二是煤转化为洁净燃料技术。 直接烧煤洁净技术 这是在直接烧煤的情况下，需要采用的技术措施：①燃烧前的净化加工技术，主要是洗选、型煤加工和水煤浆技术。原煤洗选采用筛分、物理
煤粉高效洁净燃烧技术
煤粉高效洁净燃烧技术 Prepared on 22 November 2020
煤粉高效洁净燃烧技术 近年来，随着各国政府对环保工作的日益重视，全世界范围内都兴起了治理污染、保护环境的运动。新的环保技术及产品不断涌现，同时也不断地产生新的难题。煤粉燃烧在污染排放中占重要地位，也是历来治理污染的重点和难点。许多国家在治理环境污染活动中一直把它作为中心任务，也取得了比较明显的效果。据预测，2000～2010年我国煤炭在一次能源需求中的比重仍为70%左右，2050年可降至50%以下，但煤炭消费的绝对量还是大大增加了。因此，对我国政府而言，控制环境保护总体指标，首先必须控制燃煤造成的污染，其出路无非在于大力发展以煤炭高效洁净利用为宗旨的洁净煤技术。 在洁净煤技术不断发展的十几年内，国内外均开发了许多产品和成套技术。有先进的选煤技术、水煤浆技术、煤炭气化、煤炭液化技术，有循环流化床、增压循环流化床、整体煤气化联合循环等技术，有各种处理水平的烟气净化技术及粉煤灰综合利用技术等。综合考虑我国现状，煤粉高效洁净燃烧及烟气净化技术在近期应有较广阔的应用空间。 ●煤粉高效洁净燃烧技术及烟气净化技术现状 煤粉高效洁净燃烧及烟气净化技术包括高效燃烧技术、低NOx燃烧技术、烟气脱硫技术、烟气脱硝技术、除尘技术等。现简要介绍如下：一般而言，煤粉高效燃烧技术与低NOx燃烧技术是互为矛盾的两种技术。降低NOx生成与排放根本在于控制燃烧区域的温度不能太高，但低温燃烧又影响煤粉的燃烧率，协调好这两项技术的应用使之达到综合最佳效果
是目的，实际上就要求对煤粉燃烧的全过程加以控制。既能够保证煤粉着火的稳定性，又有较低的燃烧温度，同时有足够长的并在一定温度下的燃烧时间保证燃烬。目前世界上较先进的燃烧技术基本兼顾了这些因素，其中以直流燃烧器为主的有：ABB-CE公司利用一次风弯头的惯性分离作用，在弯头出口中间设置有孔隔板，将煤粉气流分成上浓下淡两段气流，形成上下浓淡煤粉燃烧器，并在喷口处装有轴向距离可调整的V型钝体，通过合理组织二次风，同时达到了稳定、高效、低NOx排放的燃烧效果；三菱重工（MHI）开发了PM型燃烧器，利用弯头的离心作用，把一次风分成上下浓淡两股气流，同时采用烟气再循环和炉内整体分级燃烧技术，也达到了较好的效果。 以旋流燃烧器为主的有：FW公司利用旋风子使进入主燃烧器的一次风浓度增加，并降低一次风速以保证煤粉气流着火稳定性，并控制NOx的生成量；有较多工业应用的还有B&W公司的PAX型旋流煤粉燃烧器、日本I HI公司的宽调解范围旋流煤粉燃烧器、德国斯坦米勒公司多级分级供风旋流燃烧器等。上述这些工业产品均能够保证NOx排放在400mg/Nm3以下，并具有较高燃烧效率。目前国外正在开发的低NOx燃烧技术可以控制NOx 生成量是在200mg/Nm3左右，已达到了比较高的水平。但由于世界上很多先进国家对NOx排放规定了严格的标准，仅靠改进和提高燃烧技术难以达到NOx控制值，因而有些锅炉机组在尾部增设了烟气脱硝装置。 我国近年来也开发了很多型式的低NOx燃烧技术，具有代表性的是浓淡煤粉燃烧器，包括水平浓淡、上下浓淡直流燃烧器、旋流燃烧器和可控浓淡旋流煤粉燃烧器等。但由于我国存在煤种多变等问题，致使这些技术在应用中遇到了一些问题，包括采用国外类似技术制造的燃煤机组也遇到了同样
《洁净煤燃烧技术》课程复习题.doc
洁净煤燃烧技术课程复习题 目录 洁净煤燃烧技术课程复习题 (1) 第一章 超临界与超超临界燃煤发电技术 (3) 1.1. 超临界锅炉的工作原理 (3) 1.2. 超临界锅炉水冷壁安全工作存在的不利条件及其原因 (3) 1.3. 为什么采用螺旋管圈后水冷壁管间的吸热偏差较小？超临界锅炉 消除热偏差有哪些方法 (3) 1.4. 垂直管低质量流速技术中的正流量补偿特性原理 (4) 第二章超超临界机组结构特点及应用 (4) 2.1、 结合系统简图说明HG/OOOMW 超超临界锅炉带再循环泵的启动 系统流程，并说明启动初期尽量减小工质热损失的措施 (4) 2.2、 常见低氮燃烧技术原理（双调风旋流燃烧技术、PM 燃烧技术及 MACT 燃烧技术） (5) 2.3、 超临界机组高温氧化原理及改善措施 (6) 2.4、 超超临界机组常采用二次再热技术的优势 (6) 第三章循环流化床锅炉 (6) 3.1、CFB 锅炉本体结构及工作原理 (6) 3.2、 为什么说CFB 锅炉是一种洁净煤燃烧设备 (7) 3.3、 超临界锅炉可以采用CFB 燃烧技术的优势 (7) 3.4、 结合简图说明富氧CFB 锅炉燃烧过程 (7) 4.1、 IGCC 原理框图 ............................................. 8 4.2、 气化炉气化反应模型 .. (9) 4.4、常温湿法净化技术原理与高温干法净化技术原理的比较 (10) 第五章烟气净化 (8) 4.3、两种煤气冷却工艺流程的组成及特点 (9) 10 第四章 体煤气化联合循环
5.1、湿式石灰石?石膏法脱硫的化学反应机理及工艺流程 (10) 5.2、湿式石灰石烟气脱硫吸收塔的四个工作区域及作用 (11) 5.3、湿式石灰石?石膏法脱硫工艺系统中浆液的PH值为什么维持在 5?6之间 (11) 5.4、湿式石灰石?石膏法脱硫工艺系统存在的问题及改进措施 (11) 5.5、烟塔合一的条件及优点 (11) 5.6、循环流化床烟气脱硫的运行控制 (12) 5.7、S CR反应原理及主要影响因素 (12) 5.8、S CR工艺流程 (13) 5.9、烟气杂质对SCR催化剂性能的影响 (13) 5.10、燃煤电厂控制汞排放的方法 (13)
煤粉燃烧器
煤粉燃烧器的分析 摘要：本文分析了几种有代表性的预燃室型煤粉稳燃装置的原理及其特性，并根据其原理提出了几种改进的方案。 关键词：回流区；煤粉锅炉燃烧器；钝体 前言：我国电力行业以劣质媒为主要燃料，这是我国能源政策的要求，同时也是我国煤碳资源分布状况、开采运输条件等所决定的。从经济性和发展趋势看，燃油锅炉和燃用优质煤锅炉所占比重将越来越少，燃用劣质煤锅炉，特别是大容量劣质煤锅炉将越来越多。锅炉燃用劣质煤时普遍存在着火困难、燃烧稳定性差、燃尽率低等问题。对于有些煤种，还存在着炉膛水冷壁结焦、尾部受热面磨损腐蚀、排放物严重污染环境等问题。另一方面，要求越来越多的锅炉机组参加电网调峰。锅炉参加电网调峰时，需要改变负荷和调整运行方式，这就进一步加剧了劣质煤锅炉己存在的问题的严重性。这些问题急需解决，而解决这些问题的重要手段就是研制和开发新燃烧设备。 我们小组从《燃烧学》课本上介绍的两种传统煤粉燃烧稳燃装置出发： 旋流稳燃器： 稳燃原理： 旋流射流的一个最大特点就是射流内部有一个反向回流区，旋转的射流不但从射流外侧卷吸周围的介质，而且还从内部回流区内卷吸介质，而内部回流区的烟气温度很高，能有效助燃和稳燃。 存在的问题： 1.预燃筒壁的积粉和结渣： 不能作为主燃烧器在锅炉运行中长期使用，甚至在短期的锅炉点火启动和低负荷稳燃运行使用时也成问题，因预燃室简壁结焦严重或出现局部温度过高而烧毁预燃室. 2.旋流叶片的磨损： 在长期多变负荷运行过程中，旋流叶片受到高速煤粉流的冲刷，容易磨损变形，造成煤粉流的堵塞，影响旋流效果 3.低负荷条件下工作不稳定，容易熄火，需要喷油助燃。 4.对无烟煤等低挥发分含量煤种的效果不好。 钝体直流稳燃器： 稳燃原理： 钝体是不良流线型体，在大雷诺数下流体流经钝体时在钝体的某个位置会是
锅炉煤粉燃烧器说明书
LHX-高效节能型锅炉煤粉燃烧器 产 品 说 明 书 西安路航机电工程有限公司
一、工作原理： ①燃烧器是锅炉的主要燃烧设备，他通过各种形式，将燃料和燃烧所需要的空气送入炉膛使燃料按照一定的气流结构迅速、稳定的着火：连续分层次供应空气，使燃料和空气充分混合，提高燃烧强度。 煤粉燃烧器就是利用二次风旋转射流形成有利于着火的回流区，以及旋转射流内和旋转射流与周围介质之间的强烈混合来加强煤粉气流的着火特性。旋转射流的工质除了二次风外，还可以有一次风。在二次风蜗壳的入口处装有舌形挡板，用以调节气流的旋流强度，蜗壳煤粉燃烧器的结构简单，对于燃烧烟煤和褐煤有良好的效果，也能用于燃烧贫煤 运行参数:一次风率r1，一、二次风量比，一、二次风速w1和w2及风速比w1 /w2有关。。锅炉燃烧器使用的是气化原理，能使燃油完全 气化，整个燃烧器采用三级点火方式，先用高能点火器点燃轻柴油，再用轻柴油点燃浓煤粉，最后点燃淡煤粉，实现煤粉全部燃烧。 ②为避免工业锅炉积灰过多，本产品采取炉外排渣系统.进入锅炉体内的烟气灰渣尘只占燃料燃烧总的渣量的15%，其中只有小部分沉于锅炉体内,绝大部分烟气尘随烟气流入炉外的收尘系统.工业锅炉本体只需采用压缩空气吹灰系统即可避免锅炉本体人工掏渣。本产品的使用效果与燃油燃气的工业锅炉效果基本一致。
③本产品燃烧煤种与水煤浆燃烧煤种大大放宽，而不需要特优烟煤，而对于一般烟煤、无烟煤、褐煤等甚至劣质杂煤均可.使用其煤粉燃烬率可达到99%,炉渣含碳量为1%左右.炉渣为黄白色是农业化肥和建材的良好的混合材,以达到循环利用的目的.其耗煤量与一般链条锅炉可节省煤耗为25-30%以上。 二.环保技术指标： 由于燃烧系统的彻底改进，相对于链条式的工业锅炉，由燃煤层燃燃烧方式改为煤粉燃烧方式，同时又采用炉外排渣技术。其中燃烧筒（立式、卧式）的捕渣率能达到85%以上，进入工业炉的炉渣量几乎小于15%以上，只有极小部分烟尘沉于炉内,大部分随烟气流进炉后收尘系统.这样极大的减轻了炉尾部的收尘器的收尘量，进入锅炉内的细微烟尘只需要设置采用压缩空气吹灰孔即可，锅炉必须设置专用检查炉门。本公司依据水膜旋风除尘器的基本原理研发成功:文氏管双级脱硫水雾除尘器（不锈钢等钢结构见另外产品说明书），进而彻底淘汰多年普遍使用的水膜麻石除尘器，使锅炉后的除尘系统简单化，而除尘效果更优。经测算：除尘效率可达到99%，粉尘含量≤100mg/m3,SO2≤250～ 300mg/m3, NO2≤400mg/m3,总体排放指标，可达到国家城市二类地区的环保指标。 三.全线实现PLC全自动热工仪表控制系统
煤粉高效燃烧技术发展状况调研报告
煤粉高效燃烧技术发展状况调研报告 为促进煤炭清洁高效利用，摸底监管辖区内有关情况，推广先进技术经验，西北能源监管局于2015年上半年对煤粉高效燃烧技术发展情况进行了调研，具体情况如下： 一、基本情况 (一)煤粉高效燃烧技术背景及意义 煤粉高效燃烧技术包括煤粉加工技术和高效煤粉锅炉技术。煤粉加工，指煤炭通过烘干、研磨等物理加工形成细小颗粒。高效煤粉锅炉技术，指以“煤粉高效燃烧”为核心，采用煤粉集中制备、精密供粉、空气分级燃烧、炉内脱硫、炉壳(或水管)式锅炉换热、高效布袋除尘、烟气脱硫和全过程自动控制等先进技术，以实现燃煤锅炉的高效运行和洁净排放，主要适用于工业企业生产用蒸汽、工业及民用供暖。 煤炭是我国的主体能源和重要工业原料，近年来，煤炭工业取得了长足发展，煤炭产量快速增长，生产力水平大幅提高，为经济社会发展做出了突出贡献，但煤炭利用方式粗放、能效低、污染重等问题没有得到根本解决。长期以来，燃煤发电行业承担了重要的减排任务，但目前全国脱硫机组占比已超过90%，随着《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)的实施，火电机组排放指标可降空间变小，其它燃煤领域的大气污染防治问题亟需得到重视。据环保部统计，目前我国燃煤工业锅炉占全国工业锅炉总量和总蒸发量约85%，每年消耗原煤约7亿吨，约占全国煤炭消费总量的20%;排放烟尘785万吨，约占全国烟尘排放量的43%;排放二氧化硫626万吨，约占全国二氧化硫排放量的26%;排放氮氧化物732 万吨，约占全国氮氧化物排放量的12%，是我国第二大煤烟型污染来源。此外，我国目前原煤利用集中度不足50%，低于全球60%的平均水平，更远低于发达国家90%的水平，各种分散供热取暖小锅炉及民用煤炉年消耗原煤2亿吨，其中绝大多数没有采取任何除尘、脱硫、脱硝等环保措施，也是大气污染的重要因素之一。由此可见，工业锅炉、散烧煤污染治理形势严峻。在燃煤发电行业减排空间日益缩小的情况下，实施工业锅炉改造、减少煤炭分散直接燃烧成为各级政府的共识，是各地节能减排最主要的方向之一，煤粉高效燃烧技术开始得到重视与发展。 (二)煤粉高效燃烧技术发展现状 上世纪90年代中后期，煤粉高效燃烧技术在德国、法国已广泛应用，但在国内目前仍处于起步阶段。政策方面，2013年8月，国务院印发《关于加快发展节能环保产业的》(国发〔2013〕30号)文件，指出：重点提高小型燃煤锅炉高效燃烧等技术水平;2014年12月，国家能源局、环境保护部、工业和信息化部联合印发《关于促进煤炭安全绿色开发和清洁高效利用的意见》(国能煤炭〔2014〕571号)，指出：要加快推广高效煤粉工业锅炉等高效节能环保锅 炉;2015年2月，工业和信息化部、财政部联合印发《工业领域煤炭清洁高效利用行动计划》(工信部联节〔2015〕45号)，将新型高效煤粉锅炉系统技术列
浓淡燃烧器原理
浓淡燃烧器原理 2014-01-21 10:38 浓淡燃烧器原理 1. 所谓浓淡燃烧器，就是采用将煤粉——空气混合物气流，即一次风气流分离成富粉流和贫粉流两股气流，这样可在一次风总量不变的前提下提高富粉流中的煤粉浓度。 2. 富粉流中燃料在过量空气系数远小于1的条件下燃烧，贫粉流中燃料则在过量空气系数大于或接近1的条件下燃烧，两股气流合起来使燃烧器出口的总过量空气系数仍保持在合理的范围内。 3. 浓淡分离原理 （1）离心式煤粉浓缩器用在W型火焰锅炉上； （2）利用管道转弯所产生的离心力使煤粉浓缩，在四角切圆燃烧的炉膛上得到应用； 百叶窗锥形轴向分离器； （3）带有旋流叶片的煤粉浓缩器，用于燃用高水分褐煤的风扇磨煤机直吹式燃烧系统中。 4. 稳燃原理 富粉流中煤粉浓度的提高，即该股气流一次风分额降低，将使着火热减少，火焰转播速度提高，燃料着火提前。但是，煤粉浓度并非越高越好。如果煤粉浓度过高，则会因氧量不足影响挥发分燃烧，颗粒升温速度降低，反而使火焰转播速度下降，着火距离拉长，并会产生煤烟。最佳煤粉浓度值与煤种有关低挥发分煤和劣质烟煤的最佳值高于烟煤。富粉流着火后，为贫粉流提供了着火热源，后者随之着火，整个火炬的燃烧稳定性增强，从而扩大了锅炉不投油助燃的负荷调节范围及煤种适应性。 5. 减少污染 煤粉燃烧时有NO和极少量的NO2生成，它们统称为氮氧化合物，用NOX表示，是一种
有害的气体排放物。要降低NOX的生成量，要求火焰温度低，燃烧区段内氧浓度小，燃料在高温区内的停留时间短。浓淡燃烧器因能降低燃烧产物中NOX的排放量，所以也是一种低NOX燃烧器。 6. 防止结渣 煤粉颗粒在高温还原性气氛下，煤灰的灰熔点将大大降低，这样当烟中的灰粒接触到受热面或炉墙时，仍可能保持软化状态或熔化状态，会粘结在壁面上，形成结渣。 对于浓淡型煤粉燃烧器，将一次风煤粉气流沿水平方向进行浓淡分离，淡煤粉气流位于背火侧，即水冷壁一侧，使水冷壁附近煤粉浓度降低，氧浓度提高，还原性气氛水平下降，提高了灰粒的熔化温度，可减少炉膛结渣的可能性。同时，浓煤粉气流位于向火侧，有利于获取着火热，稳定燃烧。
分拉垂直亲和浓淡煤粉燃烧
分拉垂直亲和浓淡煤粉燃烧”立体分级低氮燃烧技术 “分拉垂直亲和浓淡煤粉燃烧”立体分级低氮燃烧技术是我公司诸多热能专家经过多年潜心研究，并经过实践验证的“降Nox、提升锅炉效率并举”的具有自主知识产权的独有技术。最近完成的华电哈三电厂低Nox改造项目，经西安热工院测试：NOx指标标216mg/Nm 3（O 2 =6%），锅炉效率提升1.39%。 1 “分拉垂直亲和浓淡煤粉燃烧”立体分级低氮燃烧技术概述 我公司自主研发并经过广泛应用验证的“分拉垂直亲和浓淡煤粉燃烧”立体分级低氮燃烧技术，保证在降低NOx的同时，燃烧稳定性好、炉内避免结渣和高温腐蚀，具有宽广煤质适应性，在一定范围内提高燃烧效率，以取得优良的锅炉综合运行性能，同时能够满足对挥发分变化范围较大的煤质稳燃和高效燃烧的要求，做到节能和减排并举，一次改造的同时收获多项成果。 这种技术的应用不仅起到了稳燃和降低NOx生成的作用，而且同时还避免形成还原性气氛，防止了水冷壁高温腐蚀现象发生。此外，在一次风喷口四周均设有周界风，运行时利用各自独立的风量控制挡板调整得到合适的喷口周界冷却风量，以便在喷口投入和不投入时保证充分风量冷却喷口，防止高温变形或烧坏。另外在淡煤粉一次风喷口的背火侧周界风喷口面积适当增加，形成较大出口动量的侧二次风喷口，起到防止炉膛水冷壁结渣和防止高温腐蚀的作用。 2 低NOx控制技术机理和特点—降低NOx排放浓度措施 2.1 低NOx燃烧器技术原理 将采用新一代的高浓缩比浓淡风煤粉燃烧技术，是在一次风管道内采用经过详细研究和优化的百叶窗式煤粉浓缩器，使煤粉气流在流经百叶窗是产生不同程度偏转，煤粉与气流惯性分离，经分流隔板后分别形成两股浓、淡煤粉气流，同时在淡煤粉外背火侧布置有刚性强的侧二次风喷口。燃烧器布置在四角切圆锅炉同一水平面，形成内、外侧假想切圆。 煤粉气流在水冷壁附近形成了比普通燃烧器强得多的氧化性气氛。侧二次风在背火侧的投入将进一步强化煤粉形成的氧化性气氛，保证在深度炉内分级燃烧方式下，水冷壁附近的低煤粉颗粒浓度和氧化性气氛的运行环境。这种布置方式不仅起到了稳燃和降低NOx生成的作用，同时还避免了形成还原性气氛，防止了水冷壁高温腐蚀现象发生。浓煤粉布置炉内烟气温度高的上火侧，浓煤粉具有着火温度低、火焰温度高的特点，保证了煤粉火焰的良好稳定性。 由于浓淡煤粉气流分别在远离煤粉燃烧化学当量比条件下燃烧，对于浓侧煤粉气流由于处于还原性气氛下燃烧，气流中氧含量小，煤粉挥发物中的含氮基团可将NO还原为N2，使NO产生量降低；对于淡侧煤粉气流，由于煤粉浓度较小，含氮基团析出量小，这样与氧反应生成NO的量较小，综合总体效应的结果，使浓淡分离后一次风产生NO排放量比普通型直流燃烧器少得多。采用垂直浓淡煤粉燃烧器后，可以有效改善着火阶段煤粉气流的供风，使煤粉在偏离化学当量比环境中着火，这样降低了NOx生成量，可以大幅度降低NOx排放水平。 2.2 炉内垂直空气分级降低NOx排放