四角切圆空气分级燃烧技术及应用.PDF

第18卷第3期
能动
Vol.18、No
2003年5
JOURNAL OF EN GINEER ING FOR THERMAL ENERGY AND POWER
May,2003
文章编号:1001-2060(200-024-05
四角切圆空气分级燃烧技术及应用
张惠娟,宋洪鹏,惠世恩
(西交交通人学能源与动力工程学院、陕西西交710049
摘要:介绍四角切圆空气分级燃烧口,将助燃空气沿炉膛轴向(即烟
将二次风射流轴线向水冷壁
原理与技术,分別说明轴向和径向空气流动方)分级送入炉内,使燃偏转一定角度,形成一次风煤粉
气て分级燃过程,时论其技术优缺点:料的燃烧过程沿炉轴向分级分气流在内,二次风在外的径向分
并依据人量的国内技术文献,较全面阶段进行。在第一阶段,将从燃数燃烧。此时,沿炉臘水半径
地介绍空气分级燃烧技术在我国的应烧器供入炉的空气量减少到总、把煤粉的燃烧区域分成位于炉隙
用情况。
燃烧空气量的70%~75%(相当中心的贫氧区和水冷壁附近的富
关键词:煤粉锅炉;分级燃烧
理论空气量的80%左石),燃氧区(见图2)。H」:次风射流
降低NOx排放;
料先代贫氧条件下燃烧,此时,第向水冷壁偏转,推迟了二次风与
中图分类号:TK16
一燃烧区内过剩ゲ气系数a<1,一次风的混合,降低了燃烧中心
文献标识码:A
低了燃烧区内的燃烧速度和温氧气浓度,使燃烧中心x<1,煤
空气分级燃烧原理
度水平,这不但延迟了燃烧过程,粉在缺氧条件下燃烧,抑制了
使燃料中的N在还原性气氛中NOx的生成、NOx的排放浓度降
空气分级燃烧技术是目前世转化成NOx的量减少,而日将低。由」在水冷壁附近形成氧化
界上较多采用的低NOx燃烧投生成NOx部分还原,使NOx排性气氛,可防止或诚轻水冷壁的
术之一。它通过将燃烧所需的空放量减少。在燃尽风喷口附近的高温腐似和结焦。
分数送入炉内,降低钢炉主燃第二燃烧区内,喷入的空气与第
烧区的氧气浓度、使其xて1、火。一燃烧区内生成的烟气混合,剩2四角切圆空气分级燃烧
焰中心的燃烧速度和温度水平相
余燃料在.a>1的富氧条件下完
技术及其在我国的应用
应降低,从而降低主燃烧区NOx
成燃烧过程。
的生成量;而完全燃烧所需的其
为了满足不断严格的NOx
余空气,则山燃烧中心以外的其
径向空气分级燃烧
排放限制的要求,美国ABB-CE
它部位引入,主燃烧区生成的
公司自20世纪70年代起,陆续
烟气泥合实现完仝燃烧。这样
开发出了整体炉膛空气分级燃烧
燃料的燃烧过程在炉内分数分阶
系统、二次风射流偏置的同轴燃
段地米进行,从而控制燃烧过程
烧系统CFS低NOx同轴燃烧
中NOx的生成反应,降低锅炉
燃尽风
富氧区
系统-NCFS等低NOx燃烧系
Ox的排放浓度。
二次风」
统。在20世90年代初,该公
空气分级燃烧主要有轴向和
贫氧区
可在美国能源部的支持下,对
次风
径间分级燃烧两种。
LNCFS进行重大的改进,于2000
年开发出最新一代的TFS2000燃
1轴向空气分级燃烧
烧系统。
图1为轴向分级燃烧示意图1轴问分级燃烧示意图2.1整体炉膛分级燃烧系统
图。在距燃烧器上方一定位置处
整体炉膛分级燃烧系统以轴
开设一层或?层所谓燃尽风喷
向气分级燃烧为基础,在煤粉
收稿目期:2002-05-08;修订口期:2002-11-07
作者简介:张忠娟(1966-),女,内蒙古哲里木盟人,内蒙古业人学副教授,博上研究生
O 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, Ltd. A rights reserved
第3期
张惠娟,等:四角切圆气分数燃烧技术及应用
225
角置式OFA喷口,也有采用墙置2.2同轴燃烧系统CFS
式结构,?OFA喷口沿炉膛四面
同轴燃烧系统以径向空气分
墙布置。
燃烧术为基础,主要有两种
イ我国,采用整体炉膛分致形式:(1)二次风射流向水冷壁偏
燃烧系统的电站锅炉主要有:(1)转一定角度,在が炉内形成一次风
贫氧
国外进口机组:大连电1号和煤粉气流在内,:次风在外的同
2号炉、福州电厂1号和2号炉、轴同间双切圆燃烧方式-CFS
宝钢自备电厂1号和2号炉整套I;(2)一次风煤粉气流与:次风
高氧区
引进日本一公司六台350MW射流方向相反的同轴反双切圆
机组(CE技术)和北仑电厂进口燃烧ゾ式 CFS o
图2径阿分级燃烧示意图
CE公可的600MW机组;(2)引进
CE技术我国自行设计制造机组
燃尽凤
燃烧器顶部设置了一层或层燃石横电厂1号和2号炉、半圩电
CCOFA)
尽风喷ロOFA,将入炉总风是J1号和2号炉、黄台电7号
的约20%空气经此口送入炉和8号炉、珠江电厂、汉川电厂1
グ2一次风
膛,借以减少主燃烧区的氯浓度
和2号炉等;(3)收造机组:元
Z
抑制NOx的生成。燃尽风口提ミ山电厂2号炉等
供燃尽所需的其余气,保证燃
以福州电厂为例,简要介绍
的完全感烧。这种燃烧系的体炉分燃系结构与
技术关键是:(1)合埋确定燃尽风
点。其燃烧系统(见3)采用
喷口与燃烧器最上层一次风喷口
有两层紧湊OFA喷口的CE型角
的距离H。距离大,分级效果
置直流燃烧器,每纽燃烧器的煤
粉喷口和辅助风、燃料风喷口作
好,NOx下降幅度大,但飞灰I
燃物会増加。合适的距离与炉燧为一个整体上下摆动士30°,以调
节再热气温,燃尽风喷口可以单
结构、燃料种类有关。根据前?
苏热工研究所试验经验、r山独于め上摆30、下摆5,用丁控
图3福州电厂锅炉
下式计算
制NOx排放量。通过运行测试,
燃烧器结构图
H=1.5(Vda/10)
NOx排放量为700ngm'左右。
CFSI的开发主要是为了降低
根据H的大小、将燃尽风分
虽然,带OFA喷口的ABB
为紧靠最上层一次风煤粉喷ロ的CE型整体炉臘分级燃烧系统与NOx的排放。二次风射流间水冷
紧湊布置燃风(COEA)和远离传统的流燃烧器系统相比,其壁偏转后推迟了次风与次风
次风煤粉喷口的分离燃尽风NOx排放量减少30%左右,但脱
煤粉气流的混合,有效際低了燃烧
中心氧气浓度,使燃烧中心<1,
(SOFA);(2)燃尽风量要适量。NOx效率仍不理想,难以满足
煤粉在缺氧条件下燃烧,抑制了
风量大分级效果女好,但可能引起的坏保要求,其主要原因是:(1)NOx-的生成,NOx的排放浓度降
燃烧器区域重缺氧而出现受热巾于制造工艺方面的原?,OFA
低。同时、由于在水冷壁附近形成
而结焦和高温腐蚀。対于煤粉喷口只能紧靠煤粉喷口布置,距
氧化性气氛,叫防止或减轻水冷壁
炉,合埋的燃尽风占锅炉总风量最上层煤粉喷口的距离较小,其
的高温腐蚀和结焦。它的技术关
的15%~2