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行业知识

单只水平浓缩生物质燃烧机在燃烧试验台上的试验研

单只水平浓缩生物质燃烧机在燃烧试验台上的试验研

    一、引言

    电力工业对煤燃烧的要求是高效、稳燃、防结渣和低污染。由于这四个方面的要求往往相互矛盾,因此现有技术不能同时满足这四方面的要求。

    水平浓缩煤粉燃烧可以同时满足上述要求。其构思如下:通过安装于一次风煤粉管道上的高浓缩比的煤粉浓缩器使一次风煤粉气流分成浓淡两股,其中一股为高浓度煤粉气流,含一次风煤粉气流中的煤粉的大部分,另一股为淡煤粉气流,其浓度很低。这两股气流在水平方向上以一定的夹角Q(Q≥0)喷入炉膛内,如图l所示[1】。浓煤粉气流在向火侧喷入炉膛;淡煤粉气流在背火侧(浓煤粉气流与水冷壁之间)喷入炉膛。浓淡气流各自远离燃料燃烧的化学当量比,从而可以抑制NO。的形成;两股气流的总过量空气系数接近常规燃烧器设计中的取值(桕当于挥发份燃烧的化学当量比),而且在着火后淡煤粉气流及时混入,从而保证高燃烧效率;向火侧浓煤粉气流中的煤粉浓度高,可以保证煤粉的及时着火和稳燃;背火侧的淡煤粉气流在炉膛水冷壁附近形成比普通燃烧器更强的氧化性气氛,提高了灰的熔化温度,可以防止结渣。

    二、试验装置

    为了使在煤粉燃烧试验台上的试验数据对水平浓缩生物质燃烧机在工业规模上的应用有切实的指导意义,燃烧试验台(图2,在图2中,1.煤粉仓,2.振打器,3.给粉机,本文得到国家自然科学基金委员会的资助。

    三、试验结果及讨论

    试验中采用鸡西烟煤与芙蓉煤的混煤,其煤质分析结果如下:

    Va,=25.91%, Ma,=1.06VO, Aar=20.43%, Qnet,ar=26230 kj/kg

    试验中对水平浓缩生物质燃烧机的浓缩比和一次风速对燃烧牲能的影响进行了研究。浓缩比R。定义为浓淡两股一次风之间的煤粉浓度比,试验中的设定值为R。-1:1,3:1,5:1。其中R。-1:1的工况相当于没有浓缩的双喷口普通燃烧器,试验中,由于给粉量及一次风量的偏差所致,实际的浓缩比为R。-1.3:1,3.6:1,5.2:1。

    一次风速Wl在试验中的设定值为Wi=25,30,20 m/s。由于采用冷风送粉,因此燃烧器喷口参数的模拟遵守这样一个原则,即保证燃烧器喷口的一次风率不变,燃烧器喷口截面按常规一次风温下的一次风体积和设定的一次风速设计,试验时不保证一次风出口实际速度等于设定值。由于这一原因,试验时对应于上述设定的速度值的实际喷口风速分别为17.4 m/s,20.9 m/s,13.9 m/s。另外,由于当一次风速设定为20 m/s时,所选一次风率为20Vo,因此,各个工况下的一次风率(Vo)等于该工况下一次风速的设定值。

    试验结果及讨论如下:

    1.浓缩比对煤粉气流着火的影响    生物质燃烧机的浓缩比对煤粉气流着火的影响如图3所示。图3a是燃烧器轴线上的烟气温度变化,图3b是对应于升温曲线的上拐点的温度瓦i随浓缩比的变化趋势,图3c是升温曲线的上拐点距离燃烧器出口距高L。i随浓缩比的变化趋势。从图中可以看出,随着浓缩比的提高,煤粉气流的温度水平升高了,升温曲线的上拐点温度亦更高,且距燃烧器喷口距离更近。这些说明水平浓缩煤粉:单只水平浓缩生物质燃烧机在1 MW燃烧试验台上的试验研究燃烧器使得煤粉气流的化学反应速度加快,其着火比普通燃烧器提前了,使得煤粉稳定燃烧的升温曲线的上拐点提前,且温度值更高。

    2.浓缩比对煤粉气流燃烧温度的影响    从图4中可能看出,随着浓缩比的增加,相同点的煤粉气流的温度水平逐渐升高,尤其是浓缩的情况(R。-3.6:1,5.2:1)与不浓缩的情况(R。=1.3:1)差别更为明显。图3a也显示了类似的结果。因此,从稳燃的角度出发,应该适当提高燃烧器的浓缩比。

    因为红外线测温仪的测量结果受到油燃烧器高温火焰的背景辐射的影响而无规律,因而本文没有采用。

    3.浓缩比对燃烧区域煤粉气流燃尽的影响    如图5所示,当浓缩比增加时,飞灰含碳量呈下降趋势,说明水平浓缩煤粉燃烧可以提高燃尽区以前的燃烧效率,降低固体不完全燃烧损失。结合前述试验结果,因为水平浓缩生物质燃烧机的火焰温度水平高于普通燃烧器,而且都是采用同样的四角切圆燃烧方式,四角切圆燃烧方式的燃尽区混合较强烈,则不难得出如下结论,即水平浓缩生物质燃烧机可以提高燃烧效率。

    4.-次风速(率)对着火的影响    一次风速(本试验中即一次风率)变化时煤粉气流的着火及温度水平都相应的变化,如图6所示。图6中更令人满意的情况是Wi=25m/s的情况,Wi=30 mls的情况略次之,而Wi=20 m/s的则比前二种情况差的多。对348于试验用煤,传统的设计经验与本次试验的结果是一致的,因此可见,普通燃烧器的设计经验仍适于水平浓缩生物质燃烧机,从而大大地方便了水平浓缩生物质燃烧机的研制。

    四、结论水平浓缩生物质燃烧机可缩短煤粉气流的着火时间,提高燃烧区域温度,提高煤粉的燃尽率,水平浓缩生物质燃烧机结构简单,可很好地适应普通直流燃烧器的设计经验和习惯。

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点击次数:  更新时间:2018-06-01 23:26:57  【打印此页】  【关闭