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華中科大自主設(shè)計(jì)兩種摻燒方式沉降爐系統(tǒng)
2016-11-07 16:03:54   來(lái)源: 

 【背景】混煤燃燒過(guò)程中包含著復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程,。選擇合理的混煤摻燒方式和運(yùn)行條件,,對(duì)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(chēng)為“爐外”摻燒,,即原煤預(yù)先按照一定比例混合,,然后直接送入磨煤機(jī)中磨制得到混煤煤粉,,再送入爐內(nèi)燃燒,;另一種稱(chēng)為“爐內(nèi)”摻燒,,即將不同煤分別單獨(dú)送入不同磨煤機(jī)磨制煤粉,不同煤種煤粉通過(guò)不同燃燒器分別送入爐膛,,在爐內(nèi)經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間再混合燃燒,。

 

  華中科技大學(xué)煤燃燒國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室方慶艷副教授研究團(tuán)隊(duì)為探究混煤的燃燒機(jī)理及排放特性,設(shè)計(jì)并搭建了可以實(shí)現(xiàn)“爐內(nèi)”,、“爐外”兩種摻燒方式的沉降爐試驗(yàn)系統(tǒng),。本次研究的創(chuàng)新點(diǎn)為進(jìn)一步開(kāi)展了貧煤,、高揮發(fā)分煙煤及其不同配比混煤的燃盡和NOx排放特性試驗(yàn),研究了不同摻燒方式,、摻燒比例,、過(guò)量空氣系數(shù)對(duì)混煤燃盡與NOx排放特性的影響以及在混煤燃燒過(guò)程中交互作用的機(jī)理,以期為實(shí)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(dǎo),。沉降爐實(shí)驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)系統(tǒng)如下圖所示,。

 

 

  實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要包含給粉系統(tǒng)、沉降爐爐體,、反應(yīng)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(yīng)管內(nèi)徑70 mm,總長(zhǎng)度1 400 mm,,有效加熱段1 000 mm,。整個(gè)沉降爐爐體分為上、中和下3段加熱區(qū)域,,以此來(lái)保證爐膛內(nèi)加熱溫度的均勻分布,。本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可實(shí)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(guò)2個(gè)給粉器1號(hào)和2號(hào)分別送入爐內(nèi),,這種方式即為“爐內(nèi)”摻燒,;② 預(yù)先按比例摻混2種煤粉,然后通過(guò)2個(gè)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(jí)振動(dòng)盤(pán)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(dòng)盤(pán)周?chē)陌疾壑行纬梢粋(gè)粉末層,,煤粉在振動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)下順著凹槽向前移動(dòng),然后注入到出粉口,。通過(guò)控制振動(dòng)電機(jī)的電壓與頻率,,實(shí)現(xiàn)對(duì)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(zhǎng)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(shí)間,,分別為0,50,,100,,150 mm,,其對(duì)應(yīng)延遲混合時(shí)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(guò)程中煙煤對(duì)貧煤存在促進(jìn)和抑制兩種作用,,兩者的競(jìng)爭(zhēng)共同決定了混煤的燃盡特性�,!盃t外”摻燒方式下,,摻燒煙煤比例較小時(shí),促進(jìn)大于抑制作用,,有利于混煤燃盡,;進(jìn)一步提高煙煤摻燒的比例,抑制作用增加并大于促進(jìn)作用,,不利于混煤的燃盡,;NOx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?xún)?nèi)有利于提高混煤燃盡率;摻燒煙煤比例為75%時(shí),,混煤燃盡率顯著降低,。“爐內(nèi)”摻燒方式下,,混煤燃燒中的促進(jìn)與抑制作用會(huì)同時(shí)減弱,;摻燒大比例煙煤時(shí),煙煤與貧煤混合越晚越有利于混煤燃盡,;NOx排放量隨著煙煤延遲混合而逐漸降低,。“爐內(nèi)”摻燒煙煤且煙煤延遲送入爐內(nèi)有利于混煤燃盡率,,且NOx的排放降低明顯;而貧煤延遲送入爐內(nèi)則會(huì)導(dǎo)致混煤燃盡率進(jìn)一步降低,,但NOx排放降低程度低于前者。

 

來(lái)源:《煤炭學(xué)報(bào)》

引用格式:馬侖,,汪涂維,,方慶艷,等.混煤燃燒過(guò)程中的交互作用:摻混方式對(duì)混煤燃燒特性的影響[J].煤炭學(xué)報(bào),2016,41(9):2340-2346.(轉(zhuǎn)載請(qǐng)標(biāo)明出處

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