氧分级对准东煤富氧燃烧NO_(x)生成与积灰特性的影响

摘要

准东煤储量丰富,但由于其碱及碱土金属含量较高,会导致严重的换热面沾污问题,影响锅炉效率和运行安全。富氧燃烧有望实现准东煤的清洁利用,且分级条件下的富氧燃烧可进一步降低NO_(x)排放,但同时也会影响煤中矿物质演变。目前氧分级对高碱煤燃烧积灰的影响规律鲜有研究,氧分级对NO_(x)和积灰的耦合作用尚不明确。利用两段炉试验系统,研究富氧分级燃烧条件下高碱煤燃烧过程中的NO_(x)生成和积灰特性。试验结果表明,富氧条件下烟气中的NO体积分数远低于空气条件,富氧气氛下的NO体积分数仅为80×10^(-6)左右,而空气气氛下NO体积分数已超过170×10^(-6)。相同O_(2)体积分数下(21%),富氧条件下的灰沉积倾向弱于空气条件,富氧条件下为26.20 mg/g,而空气条件下为16.45 mg/g,证明了富氧燃烧的优越性。随着主燃区O_(2)体积分数的增加(25%~60%),准东煤的燃料N转化率及灰沉积倾向逐渐升高,积灰的整体结构更加致密,积灰颗粒之间的团聚和黏连现象严重,独立存在的灰颗粒数量明显减少,颗粒表面的凹坑不断发育,出现较多的孔隙结构,烧结现象逐渐加剧。该研究有利于加深对高碱煤富氧分级燃烧下的积灰和NO_(x)生成特性的认识,为促进高碱煤的安全清洁利用提供借鉴。