大比例掺氨下煤粉火焰区喷氨位置对燃烧及NO生成特性的影响

摘要

掺烧零碳燃料氨是一种现实可行的燃煤发电减碳技术手段。以某40 MW煤粉燃烧试验炉为研究对象,基于数值模拟研究了煤粉大比例掺烧氨且不采用深度空气分级条件下,纯氨或氨/空气混合气从煤粉火焰区不同位置(根部火焰区、中部火焰区及尾部火焰区)送入炉内时燃烧及NO生成特性。结果表明,无论是纯氨还是氨/空气混合气送入炉内,均使飞灰含碳量略有增加;由于主燃区氧量相对充足,混氨燃烧NO生成显著且出口NO浓度高于单煤燃烧。在纯氨送入方式下,随喷氨位置由煤粉火焰根部区逐渐下移至煤粉火焰尾部区,飞灰含碳量和出口NO浓度逐渐降低。然而,在氨/空气混合气送入方式下,随喷氨位置由煤粉火焰根部区移动至煤粉火焰尾部区,飞灰含碳量和NO浓度逐渐增加。综合考虑燃尽及NO排放特性,纯氨送入时建议由煤粉火焰尾部区送入炉内,而氨/空气混合气送入时建议由煤粉火焰根部区送入炉内,既可有效减弱掺氨对煤粉燃尽特性的影响,又可控制NO生成。