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　【背景】混煤燃燒過程中包含著復雜的物理化學過程。選擇合理的混煤摻燒方式和運行條件,，對提高混煤燃燒效率和降低污染物排放具有重要意義,。燃煤電站鍋爐通常有兩種混煤摻燒方式：一種稱為“爐外”摻燒,，即原煤預先按照一定比例混合，然后直接送入磨煤機中磨制得到混煤煤粉,，再送入爐內(nèi)燃燒,；另一種稱為“爐內(nèi)”摻燒，即將不同煤分別單獨送入不同磨煤機磨制煤粉,，不同煤種煤粉通過不同燃燒器分別送入爐膛,，在爐內(nèi)經(jīng)過一定的時間再混合燃燒。

　　華中科技大學煤燃燒國家重點實驗室方慶艷副教授研究團隊為探究混煤的燃燒機理及排放特性,，設計并搭建了可以實現(xiàn)“爐內(nèi)”,、“爐外”兩種摻燒方式的沉降爐試驗系統(tǒng)。本次研究的創(chuàng)新點為進一步開展了貧煤,、高揮發(fā)分煙煤及其不同配比混煤的燃盡和NO_x排放特性試驗,，研究了不同摻燒方式、摻燒比例,、過量空氣系數(shù)對混煤燃盡與NOx排放特性的影響以及在混煤燃燒過程中交互作用的機理,，以期為實際工業(yè)中混煤摻燒優(yōu)化調(diào)控提供理論依據(jù)和指導。沉降爐實驗臺的試驗系統(tǒng)如下圖所示,。

　　實驗系統(tǒng)主要包含給粉系統(tǒng),、沉降爐爐體、反應管以及由配氣系統(tǒng),、溫控系統(tǒng),、水冷卻系統(tǒng)、取樣分析系統(tǒng)等組成的輔助系統(tǒng),。反應管內(nèi)徑70 mm,，總長度1 400 mm，有效加熱段1 000 mm,。整個沉降爐爐體分為上,、中和下3段加熱區(qū)域,，以此來保證爐膛內(nèi)加熱溫度的均勻分布。本實驗平臺可實現(xiàn)“爐內(nèi)”和“爐外”兩種摻燒方式,，如圖左側(cè)所示：① 將2種煤粉通過2個給粉器1號和2號分別送入爐內(nèi),，這種方式即為“爐內(nèi)”摻燒；② 預先按比例摻混2種煤粉,，然后通過2個給粉器送入爐內(nèi),，這種方式即為“爐外”摻燒。采用給粉器為PEF-90AL型雙級振動盤式的常壓給粉器(日本Sanki公司生產(chǎn)),，其工作原理為：煤粉在倒入給粉器后,，在振動盤周圍的凹槽中形成一個粉末層，煤粉在振動力的驅(qū)動下順著凹槽向前移動,，然后注入到出粉口,。通過控制振動電機的電壓與頻率，實現(xiàn)對給粉量的精確控制,，給粉范圍為0~2 g/min,，其給粉精度在±5%。在“爐內(nèi)”摻燒方式下,，給粉管采用了4種長度差,，以控制高揮發(fā)分煙煤與貧煤在爐內(nèi)的延遲混合時間，分別為0,，50,，100，150 mm,，其對應延遲混合時間分別為0,，0.125，0.25,，0.375 s,。

　　研究人員發(fā)現(xiàn)，混煤燃燒過程中煙煤對貧煤存在促進和抑制兩種作用,，兩者的競爭共同決定了混煤的燃盡特性,。“爐外”摻燒方式下,，摻燒煙煤比例較小時,，促進大于抑制作用，有利于混煤燃盡,；進一步提高煙煤摻燒的比例,，抑制作用增加并大于促進作用，不利于混煤的燃盡,；NO_x排放量隨煙煤摻燒比例增加基本呈線性增加規(guī)律,。摻燒煙煤比例控制在25%以內(nèi)有利于提高混煤燃盡率;摻燒煙煤比例為75%時,，混煤燃盡率顯著降低�,！盃t內(nèi)”摻燒方式下,，混煤燃燒中的促進與抑制作用會同時減弱；摻燒大比例煙煤時,，煙煤與貧煤混合越晚越有利于混煤燃盡,；NO_x排放量隨著煙煤延遲混合而逐漸降低�,！盃t內(nèi)”摻燒煙煤且煙煤延遲送入爐內(nèi)有利于混煤燃盡率,，且NO_x的排放降低明顯;而貧煤延遲送入爐內(nèi)則會導致混煤燃盡率進一步降低，但NO_x排放降低程度低于前者,。

來源：《煤炭學報》

引用格式：馬侖,，汪涂維，方慶艷,，等.混煤燃燒過程中的交互作用：摻混方式對混煤燃燒特性的影響[J].煤炭學報,2016,41(9):2340-2346.（轉(zhuǎn)載請標明出處