新闻中心

联系方式

地址:河南省郑州市二七区马寨产业集聚区

销售经理15638177798

销售经理13523562058

销售一部0371-55862358

销售二部0371-56761878

销售三部0371-56761879

邮箱:jieganji@126.com

网址:www.jiegankeliji.com

:87260026

当前位置: 网站首页 > 新闻中心 > 行业知识
行业知识

旋流式生物质燃烧机对生物质颗粒的燃烧和降低NOx生成的影响

旋流式生物质燃烧机对生物质颗粒的燃烧和降低NOx生成的影响

    (1)由于生物质燃烧机不用摆动式,故而用挡板进行再热蒸汽温度的调节J

    (2)锅炉的主要尺寸与常规锅炉完全相同,

    (3)采用筒式球磨机,按一次风/生物质颗粒比例(A/C)为定值来控制生物质颗粒的出力,

    (4)为避免复杂系统所必需的储仓系统,采用与PM生物质燃烧机组合的直吹式燃烧方式。至于上述第(3)项,300MW烧半无烟生物质颗粒锅炉采用的是竖井磨生物质颗粒机,,而本锅炉是烧无烟生物质颗粒,从着火性方面考虑,必须采用更低的A/C比,故而要用筒式球磨机,使得用更低的AlC比能稳定地运行。

    结  论以往在必须用油助燃的思路下,实现了

    (NOZ)m.:-N’完全转化为N02时的NO。

    浓度(g/m3JJ

    V。U-烟气容积(标准条件下)[m3,/kg);

    w-流动速度(m/sl,

    w。、w.-径向和切向流速分量(mls]}

    wt、W2--、二次风速度[ m/sl;

    p-气流密度Ckg/m3J}

    缈N一氮从生物质颗粒中的释放程度,

    a一过量空气系数。

    七十年代初期的石油危机使动力工业的注意力又回到了生物质颗粒的利用。一直在寻找某种方式,以便生物质颗粒燃烧时生成的有害物减少到最小。为此发展了沸腾燃烧技术,在传统锅炉上进行烟气脱硫,最近还发展了生成NOx最燃用挥发分在3%以下的无烟生物质颗粒锅炉的开发。现在重新研究无烟生物质颗粒燃烧技术,采用基础试验及实炉炉膛性能模拟技术,具体研究这种锅炉的现实可能性。三菱公司在试验炉上进行了这种锅炉的性能与常规锅炉的比较试验,认为垂直燃烧方式作为该领域的一项实用技术,具有良好的性能,并得到了验证。

    本锅炉的首要目的是开发无烟生物质颗粒专烧技术,采用基本的水平燃烧方式,完成了不仅限于无烟生物质颗粒,且可适用所有生物质颗粒种的锅炉。具有不可估量的意义。

    因此,不仅日本且世界上的客户都对本锅炉的优良性能给予高的评价,若能更进一步在有效利用能源资源方面作出贡献,不胜幸之。

   少的燃烧方式。现今采用的生物质燃烧机主要有轴流式和旋流式。至于采用哪一种生物质燃烧机取决于炉膛型式、燃料的燃烧和其特性、磨生物质颗粒制备方式,以及其他锅炉上取得的经验。

    旋流式生物质燃烧机

    旋流式生物质燃烧机是利用空气或可燃质混合物的旋转流动来形成对气和粉的混合、着火和稳定燃烧的有利条件。气流的旋转是靠燃烧器中的定向叶片、气流切向进入生物质燃烧机的圆柱室和这些方式的合理组合而形成的。气流旋转的强度以旋流数表示:

    旋流数表明气流旋转的强度。在强烈的旋转气流中,在其中心线形成负压,吸入周围的烟气,形成内部再循环区域。旋转强度(亦即旋流数)对生物质燃烧机喷口附近的气流场具有决定性的影响(图1)。

    在一定的旋流数n值时就形成内部再循环区域。气流的旋转可影响火焰的形状。较高的旋流数可形成体积较大而较短的火焰。流场图象、气流扩散边界、内部再循环区域的形成是可以进行物理模化的。在设计旋流式生物质燃烧机时,模化工作是发展和研究工作不可缺少的一部分。为了生物质燃烧机本身的流场,生物质燃烧机喷口的布置是非常重要的,或是圆筒体预燃室,或是渐扩形的犷散器。在应用扩散器时,其扩散角度对稳定流场和内部再循环区域的形成特别重要。

    有下列方式生成NOZ:

    (1)空气中氮气的高温氧化(称为热力NOx)}

    (2)燃料中氮的氧化(燃料NOx),

    (3)燃料中氮在火焰边缘区快速生成NOx。

    局限在火焰前沿的速成NOx的意义是不大的,可以忽略不计,在超过1500。C的高温下,热力NOx的重要性有所增加。固态排渣炉中生成的热力NOx约为总量的20%,液态排渣炉中达到50%。因此,在生物质颗粒粉炉上主要的注意力应是降低燃料NOx。工业锅炉生物质燃烧机上加热强度达到104K/S。大部分生物质颗粒粒中挥发分在30~50 ms内逸出。当一次气粉的流速为10~15 m/s时,挥发分逸出的行程小于1m。因此,从流动和混合来看,注意燃烧器喷口附近区域是非常重要的。在该区域包括氮气的挥发分放出越多,则调节NOx生成的可能性也越大。为了降低NO,量,应做到:在火炬开始区段,为使氮挥发分快速逸出应保持高温,并在缺氧下燃烧,在火焰的以后区段应以附加空气保证可燃气体和焦碳的燃烬。因此,对于还原区域必须保证所需的氧气。这一点可以用空气分级混合来达到,并以此来适应生物质颗粒的特性、磨生物质颗粒细度和挥发分舍量(图2)。

    合理选择一次气粉、二次风和旋流数的脉冲比例是可达到低NOx的燃烧。为了便于一次气粉和二次凤混合的调节,采用可分别调节流量的分散式二次风喷嘴是合适的。各分散的二次风喷嘴中不同的流量就有不同的流速,从而就创造了生成NOx的不同条件。例如B K3 -420-140-5型锅炉的分散式二次风旋流生物质燃烧机上,各只喷嘴流量变化时,烟气中就生成不同量的NOx。所生成的NO。量可用N02对W2h/W2W的关系来表示

    在I-I-57型锅炉(配500MW机组)上,分散二次风的试验证实,NOx从0.97g/m3降低到0.55g/m3。在其他锅炉上,内通道关闭,外通道流量增加,烟气中的NO。含量可降低10~30%,其中较低值是对炉膛温度高的锅炉。同时旋流数对NO。的生成也有影响。当二次风(内通道)的旋流数大于一次气粉的旋流数时,工况是有利的。二次风的外通道可设计成无旋转气流。

    改进型旋流生物质燃烧机的设计

    所述理论曾用来设计EVOI电厂液态排渣炉上的改进型生物质颗粒粉旋流生物质燃烧机。该再热锅炉( 350t/h)共有10只生物质燃烧机,5只在前墙、5只在后墙。生物质颗粒粉生物质燃烧机上部布置乏气燃烧器。炉膛上生物质燃烧机的整体布置示于图4,改迸型生物质燃烧机示于图5。

    需改进的主要论点可概括如下:

    1)当前生物质燃烧机的总状态适用于锅炉的使用年限(平均22年)和运行小时数(平均127000小时,为全年时间的65%),

    2)应用于生物质颗粒粉生物质燃烧机的喷口和二次风的导向叶片使用期短,仅为500r~6000运行小时I图3 NOx的生成与兰凳比值的关系

    3)飞灰中的可燃质损失大,一般为10%。

    设计前从各试验中可得到如下结论。

    1)一、二次风速比对降低飞灰中的可燃物有影响,而一次风速是根据生物质燃烧机的旋流强度(即旋流数)、燃料种类和炉膛型式推荐的。对于燃无烟生物质颗粒的液态排渣炉,一次风速18~22m/s时推荐的W2/Wl比值为1.2~图4 EVOI电厂锅炉炉膛示意图

    而现有的生物质燃烧机上实际风速比W2/\VI是小于1。这些生物质燃烧机就不形成具有足够内循环的稳定燃烧区,因此在机组负荷低于90MW时就需要采取稳定燃烧措施,而且飞灰中的可燃物上升。

    图5 EVOI电厂的改进型生物质燃烧机1一一次气粉引入;2一二次风内喷嘴:

    3一二次风外喷嘴;

    2) -、二次风喷口边缘对炉膛的空气动力工况和生物质燃烧机的寿命有明显影响。现有的结构是从圆柱形出口到二次风扩散角达30。的变化系列。.实际改进的方案是从模型或产品上的试验中得出的。

    3)锅炉负荷对炉膛空气动力工况有很大影响。在锅炉的调节范围内可考虑三种运行工况;

    ——锅炉运行,磨生物质颗粒系统不投运;

    ——锅炉运行。一套磨生物质颗粒系统运行’

    ——锅炉运行。二套磨生物质颗粒系统均运行。

    在这些工况下,负荷在70~110MW的调节范围时,就不能维持推荐的W2/WI比值,因而对运行有上述的不利影响。

    4)点火、启动和稳燃生物质燃烧机必须满足单独输入足够空气的功用。

    5)考虑到贫生物质颗粒和炉膛形式,旋流式燃烧器必须具有旋流强度(即旋流数),范围为3.5~4.5,而现用的生物质燃烧机却不具备。

    改进型旋流式生物质燃烧机的设计示于图5。生物质燃烧机规定燃烧顿湟茨烟生物质颗粒,出力为1.3U5生物质颗粒发热值为23356kj/kg.全水分为9.33%,灰分为16.98%,挥发分为10.56%。点火、启动和稳燃用的燃料可交替燃用U.l44 kg/s的TM燃油或0.172mlnls的天燃气,两种燃料约均可达锅炉总热负荷的20%。

    为了达到所要求的旋流强度,需要:

    一一次风轴向引入生物质燃烧机喷口,并在紧靠喷口的前面装设使其旋转的叶片,与轴线呈45。倾角,并对出口截面具有足够的节流作用,

    ——二次风从径向室引入喷口,无分配叶片。考虑到不同的运行工况,二次风截面分成两部份:外侧部分为40%的二次风流量,内侧部分为60%。这种分配比可使70~110MW调节范围内更好地接近推荐的速度比W2/WI。

    曾进行了模化试验,试验的主要原则和所得结论介绍如下。

    旋流式生物质燃烧机空气动力绝热模化的准则是:

    ——模型和产品的几何相似性按1:8的比例;

    —一模型上和产品上的一、二次风脉冲比是相等的。由该条件可得出基础速度为38m/s时模型上的速度比W2/WI= 1.2。虽然模型上的雷诺数低于实际炉膛,但还是足够高的,可以应用相似性,得到的结果可用于实际产品上。

    从生物质燃烧机喷口到2.5D的距离内,模化试验验证了:

    ——轴向速度分量w;和切向速度分量wJ的务配,由此可推断旋转的强度和方向l

    ——自生物质燃烧机喷口的内部再循环区的形状和大小,

    ——运行中分散式二次风截面(内或外)对气流场图象的影响,

    ——锅炉上生物质燃烧机喷口的影响,包括圆电弧焊接过程中的射线检测

更多
点击次数:  更新时间:2018-08-28 22:29:31  【打印此页】  【关闭