低挥发分煤粉增氧燃烧的研究

发布时间：2020-05-16 23:34

【摘要】：我国贫煤和无烟煤等低挥发分煤资源丰富。燃煤电站经常投入大量的轻柴油对在启动、停止及低负荷运行过程中的锅炉进行加热或者助燃,产生大量的燃油消耗。燃用贫煤或无烟煤等低挥发分煤粉的锅炉,其油耗会更高。增氧燃烧技术可以实现煤粉燃烧器出口的局部区域产生富氧环境,同时可以有效降低该局部区域的煤粉着火温度,使局部煤粉尽快着火,并强化及稳定燃烧,使在锅炉启动过程中提前投粉,以及在停炉过程和低负荷运行中减少燃油投用量,从而节省锅炉燃油消耗量成为可能。本文对增氧燃烧技术进行了试验研究和数值模拟研究。本文在实验室的基础上对低挥发分钝体燃烧器进行增氧改造,并在冷态试验台上进行了模化试验。对模化试验的工况进行了数值模拟,冷态试验和数值模拟结果都表明:增氧改造对燃烧器喷口后流场结构没有改变,钝体后的低速流场区随增氧浓度增大而变长,低速流场区的变长有利于煤粉的着火。其后进行了热态数值模拟,计算在不同的一次风率(15%、20%、25%)和一定的燃空比下,改变增氧氧气浓度(40%、60%、80%、100%)的低挥发分煤粉燃烧工况,并对燃烧器出口的温度场以及NOx浓度进行分析。结果表明:增氧燃烧能够提高低挥发分煤粉的燃烧温度,加快煤粉的反应速率,对于低挥发分煤粉的提前和充分燃烧有很大的促进作用。增氧助燃的氧气浓度应控制在60%以下。在以上研究的基础上,对200MW燃用低挥发分煤粉的四角切圆锅炉分别在100%和75%两个负荷下进行增氧燃烧和常规空气燃烧数值模拟计算对比。计算结果得出:增氧燃烧能够提高锅炉炉膛内主燃烧区高温区域面积增大,提高锅炉燃烧效率,降低飞灰含碳量,炉膛出口烟温升高,并且不会导致NOx排放量升高,是有益于锅炉燃烧的燃烧技术。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ534

【参考文献】