中心富燃料直流煤粉燃烧器燃烧及NO_(x)生成特性

摘要

为了提升直流煤粉燃烧器在促进煤粉着火稳燃及降低NO_(x)生成方面的性能,哈尔滨锅炉厂设计开发了一种中心富燃料直流煤粉燃烧器,通过设置两级煤粉浓缩并结合钝体回流及稳燃齿稳燃,强化煤粉浓淡分级燃烧、稳燃及降低NO_(x)生成效果,利用ANSYS Fluent数值计算方法获得该类型燃烧器的整体燃烧性能,通过调整风量配比系统研究了该燃烧器的气固流动、燃烧特性及NO_(x)生成特性。结果表明:一次风煤粉气流经两级浓缩后,可将大部分煤粉(占总煤粉量的80%~90%)浓缩于中间浓煤粉气流通道,浓煤粉气流喷出速度在12~16 m/s,能在燃烧器出口形成低速、富燃料区,促进煤粉气流的快速升温及着火,着火位置距燃烧器出口约300 mm。同时,稳燃板的设置可在燃烧器出口处形成2处对称高温回流区,对应回流区长度在160 mm附近。减小一次风量并增大二次风量,将降低挥发分的反应速率,延长CO及固定碳的反应时间,火焰高温区长度增大,且不利于抑制NO_(x)生成。而当增大二次风量同时减小燃尽风量时,高速二次风对煤粉气流的引射作用增强,为后续煤粉燃烧持续补氧,促进了后续煤粉的持续燃烧放热,同时由于空气分级燃烧效果进一步减弱,削弱了主燃区还原性效果,使NO_(x)质量浓度保持在237.3 mg/m^(3)(O_(2)体积分数6%)。通过该燃烧器基准工况下的NO_(x)生成特性可知,由于燃烧器出口高温回流区加低速富燃料区的共同作用,燃烧器出口形成贫氧富燃料的强还原性氛围,从而明显抑制NO_(x)生成,使NO_(x)质量浓度降至162.34 mg/m^(3)(O_(2)体积分数6%)。