煤粉燃烧技术新发展概述
旋流及w火焰煤粉燃烧技术_概述及解释说明
旋流及w火焰煤粉燃烧技术概述及解释说明1. 引言1.1 概述旋流及火焰煤粉燃烧技术作为一种先进的能源利用方式，在工业生产和能源行业中扮演着重要角色。
该技术通过优化燃烧过程，实现了对煤粉的高效利用，提高了能源利用效率，降低了环境污染。
本文将对旋流及火焰煤粉燃烧技术的概念、原理及应用进行详细阐述，并分析其在能源行业和工业生产中的主要应用领域和优势。
1.2 文章结构本文共分为五个部分。
引言部分介绍了旋流及火焰煤粉燃烧技术的背景与意义，并概括了文章整体结构。
第二部分对旋流及火焰煤粉燃烧技术进行综述，包括旋流燃烧技术和火焰煤粉燃烧技术的简介。
第三部分详细解释了这两种技术的原理。
第四部分分析了它们在能源行业和工业生产中的主要应用领域和优势。
最后的结论部分对本文进行总结，并展望了旋流及火焰煤粉燃烧技术的发展前景。
1.3 目的本文旨在系统地介绍旋流及火焰煤粉燃烧技术，解释其原理，并探讨其在能源行业和工业生产中的应用领域和优势。
通过分析这些信息，我们可以更好地认识到这两种技术对于提高能源利用效率和降低环境污染的重要性，以及它们在不同领域中的应用潜力。
这将有助于推动这些技术的进一步发展与应用，促进能源可持续发展和工业生产的可持续性。
2. 旋流及火焰煤粉燃烧技术概述2.1 旋流燃烧技术简介旋流燃烧技术是一种高效的煤粉燃烧方式，通过将进入锅炉内的空气和煤粉快速旋转并混合，形成一个稳定、均匀且强大的旋涡。
这种旋涡可以有效地使空气和煤粉充分混合，提高了其燃烧效率和传热效果。
同时，旋流还有助于防止锅炉内部温度不均匀和结焦等问题的发生，提高了锅炉的稳定性和可靠性。
2.2 火焰煤粉燃烧技术简介火焰煤粉燃烧技术是一种将细粒度的颗粒质料进行完全氧化的高效方法。
在该技术下，通过喷射空气或者其他氧化剂进入反应室，在高温下使得颗粒质料迅速着火并产生火焰。
这种过程中释放出来的能量被用来加强反应，并且通过适当的调节机制可以使燃烧反应达到最佳状态。
现在国内浓淡型煤粉燃烧器
2.WR型垂直浓淡煤粉燃烧器
• WR 燃烧器（山东青岛350MW机组使用）的关键 部分是喷口,煤粉管道自上而下通过急转弯进入煤 粉喷口,形成下半部浓煤粉气流和上半部淡煤粉气 流。出口处有一水平置放的V 形钝体,使煤粉气流 在下游形成一个稳定的回流区,起稳燃作用。 • 煤粉喷口在出口端成扩口,以增加外回流。周界风 喷口布置在一次风喷口四周,其作用是增加一次风 的刚性,使一次风动量和二次风动量不致相差过大 而造成一次风被牵引贴壁,及时补充氧气,防止结焦, 同时起到保护喷口作用。周界风上、下部分面积 大一些,而两侧部分小些,使主气流向火面很快与高 温烟气接触,易于着火。
3.套管式水平浓淡型煤粉燃烧器
• 利用一次风粉气流经过弯头的离心力和套管，将 其分成水平浓淡两股煤粉气流，浓煤粉气流在向 火侧，淡煤粉气流在背火侧，进入炉膛燃烧 • 优点：提高锅炉稳定燃烧性能，防止灭火 • 缺点：结构复杂制造不方便成本高。一次风管系 统阻力大，一次风管内套管磨损严重，检修不方 便。
总结优点 • • • • • • 锅炉运行的安全性，经济型大大提高。 1.低负荷时锅炉不投油可稳定燃烧 2.对煤种适应性增强，适用劣质煤种 3.排烟NOx降低 4.飞灰可燃物降低 6.减轻水冷壁高温腐蚀，和炉内结焦
缺点
• 1.结构复杂，设计、制造难度大，成本高。 • 2.现场改造布置困难，磨损严重检修费用高。
新型WR浓淡煤粉燃烧器
• (1)降低炉膛出口烟温偏差和保证高温受热面壁温 不超温； • (2)有效防止两侧墙水冷壁因实现炉内空气分级后 导致的主燃区过量空气系数降低而产生的结渣和 高温腐蚀问题； • (3)有效提高了锅炉的煤种适应性； • (4)大幅度降低NOx排放量； • (5)降低未燃炭损失提高燃烧效率
火力发电站新技术应用案例介绍
火力发电站新技术应用案例介绍火力发电是当前世界主要的电力生产方式之一，其作为一种传统能源，在电力供应中发挥着重要作用。
然而，由于传统火力发电存在燃料资源消耗大、环境污染等问题，近年来，人们逐渐关注和研究新技术在火力发电中的应用，以提高发电效率、减少排放并降低环境污染。
一、高效燃烧技术火力发电站新技术应用的一个重要方向是高效燃烧技术。
传统火力发电中，煤炭等燃料的燃烧效率较低，存在燃烧不完全、损失热量等问题。
而通过引入高效燃烧技术，可以最大限度地提高燃料的利用效率。
以我国某火力发电站为例，该电站引进了先进的煤粉燃烧技术。
该技术通过精细磨煤和控制煤粉颗粒大小，使煤粉在炉膛中更好地燃烧。
同时，通过增加催化剂的使用量，可以促进煤粉的氧化反应，提高燃烧效率。
这种高效燃烧技术的应用使得火力发电站在保证发电量的同时，减少了煤炭的消耗量，提高了能源利用效率。
二、烟气脱硝技术传统火力发电在燃烧过程中会产生大量的氮氧化物等污染物，直接排放到大气中会对环境造成严重影响。
因此，火力发电站新技术应用中，烟气脱硝技术的开发和使用具有重要意义。
一种常见的烟气脱硝技术是选择性催化还原（SCR）。
该技术通过在烟气中注入氨气，在一定的催化剂存在下，使氮氧化物与氨气发生反应，生成无害的氮气和水。
某火力发电站引入了SCR技术后，使烟气中的氮氧化物排放大幅降低。
这对保护环境、改善空气质量起到了积极作用。
三、余热回收技术传统火力发电中，大量热能通过冷却排放到环境中，造成了能源的巨大浪费。
而余热回收技术的应用，则可以有效地利用这部分被浪费的热能。
某火力发电站在引入新技术后，采用了余热回收技术。
通过安装烟气余热锅炉，将原本被浪费的烟气中的热能回收利用，为发电站提供了额外的热源。
这种技术的应用不仅可以提高火力发电站的发电效率，还可以减少能源消耗，降低了对环境的影响。
综上所述，火力发电站新技术的应用为提高发电效率、减少环境污染提供了有效的手段。
高效燃烧技术、烟气脱硝技术和余热回收技术的引入，在提高火力发电效益的同时，也为环保和能源节约做出了积极贡献。
低NOx煤粉燃烧技术
因此,不但延迟了燃烧过程,而且在还原性 气氛中降低了生成NOx的反应率,抑制了 NOx在这一燃烧中的生成量.为了完成全部 燃烧过程,完全燃烧所需的其余空气则通过 布置在主燃烧器上方的专门空气喷口OFA （over fire air）――称为"燃尽风（火上风） "喷口送入炉膛,与第一级燃烧区在"贫氧燃 烧"条件下所产生的烟气混合,在α＞1的条 件下完成全部燃烧过程.由于整个燃烧过程 所需空气是分两级供入炉内,故称为空气分 级燃烧法.
燃料分级燃烧
利用这一原理,将80-85%的燃料送入第一级燃烧 区,在α>1条件下,燃烧并生成NOx.送入一级燃烧 区的燃料称为一次燃料,其余15-20%的燃料则在 主燃烧器的上部送入二级燃烧区,在α<1的条件下， 形成很强的还原性氛围，使得在一级燃烧区生成 的NOx在二级燃烧区内被还原成氮原子，二级燃 烧区又称为再燃区，送入二级燃烧区的燃料又称 为二次燃料或者再燃燃料。在再燃区中不仅使得 已生成的NOx得到还原，还抑制了新的NOx的生 成，可使NOx的排放浓度进一步降低。
目前，国内外控制NOx排放的技术措施主要 有两大类： 采用低NOx的燃烧技术，通过改变燃烧过 程来有效地控制NOx的生成。 尾部烟道脱硝处理。使用选择性催化还原 （SCR）和选择性非催化还原（SNCR） 两种方式对烟道气进行处理。
低NOx煤粉燃烧技术目前主要有以下几种 1）低过量空气燃烧 2）空气分级燃烧 3）燃料分级燃烧 4）烟气再循环 5）低NOx燃烧器
燃料分级燃烧
在燃烧中已生成的NO遇到烃根CHi和未完全燃 烧产物CO、H2、C和CnHm时,会发生NO的还 原反应,反应式为： 4NO+CH4 =2N2+CO2+2H2O 2NO+2CnHm+(2n+m/2-1)O2 =N2+2nCO2+mH2O 2NO+2CO =N2+2CO2 2NO+2C =N2+2CO 2NO+2H2 = N2+2H2O
燃烧科学的发展简史
燃烧科学的发展简史 Prepared on 22 November 2020燃烧科学的发展简史姓名：xx学号：xx1引言燃烧现象是物理过程与化学过程复杂的相互作用的结果,它涉及许多学科,如化学反应动力学,热力学,气体动力学,传热学,光谱学等,由于燃烧现象的极端复杂性,发展速度缓慢。
但在两次世界大战之间,特别是在过去50年中,一方面由于喷气发动机,包括火箭发动机的迅速发展。
另一方面由于能源危机和大气污染的日益严重,使燃烧科学与技术的研究和开发工作受到很大冲击,从而使燃烧科学与技术获得了空前的发展。
2燃烧科学的起源在中国,虽然燃烧现象的发现和应用远远早于欧洲,为人类作出了很大贡献,但是燃烧作为一门科学，起步比其他国家稍晚。
恩格斯在《自然辩证法》一书中曾说：“人们只有在学会摩擦起火之后，才第一次使无穷无尽的自然力替自己服务”。
到18世纪中叶，科学相对进步的欧洲仍然被错误的“燃素说”所统治。
“燃素说”是德国化学家斯塔尔在《化学基础》一书中提出“火的微粒由燃素构成，物质燃烧释放出燃素，有些物质不能燃烧是因为缺少燃素”的观点，这种观点通知了欧洲将近一百年的时间。
18世纪80年代，法国化学家拉瓦锡先后在“燃烧理论”和“化学纲要”两部着作中对燃烧进行了合理解释，首次提出燃烧是一种“氧化反应”的观点，俄罗斯科学家罗蒙诺索夫根据实验结果也得到了相同的结论。
至此，人类才对燃烧有了真正的认识。
3燃烧科学迅速崛起19世纪中叶，工业革命的成功促使了化学工业的蓬勃发展，分子学说的建立，使得人们开始使用热化学及热力学的方法来研究燃烧现象，相继发现了燃烧热，绝热燃烧温度，燃烧产物平衡成分等燃烧特性。
20世纪初期，苏联化学家谢苗诺夫和美国科学家刘易斯等发现燃烧具有分支连锁反应的特点。
20世纪20年代，前苏联科学家则利多维奇，弗兰克卡梅涅茨基及美国的刘易斯等人又进一步发现燃烧过程是化学动力学与传热，传质等等物理因素的相互作用的过程，并建立了着火和火焰传播理论。
论燃煤技术的发展
蒸煮食物 ， 暖。后来我 国较早 的就开始使用煤 取 炭作燃料［ 。当然 只 是把 煤放 在炉 篦上 燃烧 。 １ ］
总 的说来 ， 类后 来 逐 渐 开 始采 用 机 械 化 的 方法 人 燃 烧 煤 炭 以取 得 热 量 ， 产 生 工 业 需 要 的蒸 汽 。 或 才 逐渐 发展 到现代 的燃 烧煤 的方 法 。 目前 仍在 继 续 发展 中 。本 文 相 讨 论 过 去 的发 展 ， 目前 将有 和
收 稿 日期 ：０ ５—１ ２０ １—１ ２ 作 者简 介 ： 俊 凯 ， ， 冯 男 工作 于清 华 大 学热 科 学 与 动力 工 程 教 育 部 重 点 实 验 室。
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第 ３期
冯俊凯 ： 论燃煤技术 的发展
・ｌ ５・
能正 常运 行 的 问题 ， 烧 煤 的灰 份 的熔 点 必 须 比 所 较高 。如 果所 烧 的煤 的挥 发 份 含 量 低 ， 粉 燃 烧 煤 不容 易稳 定 ， 因此也 常须 燃 烧 挥 发 份含 量 高 的煤 种 。或者 总 的说 来 ， 粉 燃 烧 只适 于燃 烧 高 质 量 煤
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第 ３期 ２０ ０ ７年 ７月
锅
炉
制
造
Ｎｏ ３ ．
ＢＯ Ｌ Ｒ ＭＡＮＵＦ Ｔ ＩＥ ＡＣ ＵＲＩ ＮＧ
Ｊ １２ ０ ｕ．０ｌ ７
文章编号 ： Ｎ ３—１４ （０ ７ ０ ０ １ ４ Ｃ２ ２ ９ ２０ ） ３－ ０ ４—０
论燃 煤 技 术 的发展
采用 能燃烧 低 质 煤 的 流 化 床燃 烧 ， 后来 又 进一 步 发展 为循 环流 化 床燃 烧 （ Ｆ Ｃ） 式 来 这些质量差 的煤 ， 效果很好。愿 因 是在 这种燃 烧 方法 中 ， 煤不必 破 碎得 很细 ， 只要能 在燃烧室 中随气流循 环流化地 流动 ， 可以燃烧 就
国外低NOx煤粉燃烧器的研究进展及发展趋势
制 二 次 风 量 ；在 内 外 二 次 风 进
、
口
前采用 环 形 毕托 管测
口
量 风 量 以 便 于 控 制 各 燃 烧 器 间 的 风 量 分 配 ；出
，
之间
，
1
．
1
双调风旋流低 NO
；
系列燃烧器
70
设 有气 流分 离板 且
，
一
次风 喷 口 端部装有齿 形 稳燃 环
，
≤
美国
B
&
W
公 司从 上 世纪
优 化 了空气 ／ 料 的输 送 系 统 ， 结 构更 加 简 单 ， 烧 燃 使 燃 技术经济综述 器 整体 尺寸 更 小 ， 但 易 于 安 装 ， 且 减 少 了 生 产 成 不 而
本 。
燃 烧器 —— Ｄ ＲＢ一４ Ｔ 低 ＮＯ ＺＭ 燃 烧 器 （ ２ Ｅ 。该 图 ）３ ］
燃烧器 在 Ｄ ＲＢ—Ｘ Ｌ基 础 上 增 设 了 过 渡 区 直 流 风 ， Ｃ
，
一
图 1
DR B
—
XCL
低
Nn
燃 烧器
次风 分成 两 部 分 分 级 送 入 已 着 火 的
， ， ，
。
在煤粉着
一
火 的 初 始 阶段 只 加 入 部 分 二 次 风 继 续 维 持 的 富燃料 燃 烧 形 成
，
一
段距离
DR B
—
XCL
，
燃烧 器 的 主要 特点 ：
一
次风入
口
设有
技 术 经
级燃烧 区
美 国 Ｆ 公 司从 １ ７ ｗ ９ ６年 开 始 研 发 低 Ｎ 燃 烧
器 ， 目前 为止 已经 开 发 了 五 代低 ＮＯ 到 燃 烧 器 ， 中 其
哈尔滨工业大学科技成果——中心给粉旋流煤粉燃烧技术
哈尔滨工业大学科技成果——中心给粉旋流煤粉燃烧技术主要研究内容
中心给粉旋流煤粉燃烧技术是一种先进低NOx燃烧技术，在此技术和径向浓淡旋流燃烧器的基础上，开发出了一种中心给粉旋流煤粉燃烧器。
中心给粉旋流煤粉燃烧器内二次风叶片采用16个轴向弯曲叶片，外二次风叶片采用12个切向叶片，内二次风叶片角度固定，外二次风叶片角度可以调节。
在燃烧器一次风通道中安装一个或多个锥形分离器使煤粉集中于燃烧器的中心并喷入炉内，在一次风管、内二次风管和外二次风管出口安装扩口。
一次风粉在锥形分离器作用下，煤粉集中于燃烧器的中心，形成浓煤粉区，在一次风管边壁煤粉浓度低，形成淡煤粉区。
浓煤粉气流喷入位置正对燃烧器的中心回流区中心部分，因此穿越中心回流区的煤粉量增加，延长煤粉在高温的中心回流区的停留时间，有利于煤粉的燃尽，由于煤粉在还原性气氛下燃烧，可有效地控制燃料型NOx 的生成，同时二次风被分成了内、外两部分，形成了分级燃烧，与中
心给粉相结合，实现了低NOx排放。
中心给粉燃烧器将煤粉集中于燃烧器的中心，减少了进入二次风中的煤粉量，有效地防止了煤粉与二次风的过早混合及被甩到两侧墙上，保证了两侧墙的氧化性气氛，有利于防止侧墙水冷壁结渣和高温腐蚀。
技术特点及优势
中心给粉燃烧器有较好的煤粉燃尽率，较低的NOx排放量，较强的低负荷稳燃能力，适于燃用无烟煤、贫煤等低挥发分煤质，能够有效地防止侧墙水冷壁结渣和高温腐蚀。
中心给粉燃烧器已在河北西柏坡电厂2#炉300MW机组锅炉、邯郸电厂11#、12#炉200MW机组锅炉、宁夏大坝发电厂1#炉300MW 机组锅炉进行了应用，并取得了良好的效果。
国内外高浓度煤粉燃烧技术的原理与进展
１ 前 苏联 高浓 度给 粉 技 术
由于这 种技 术 直接 采 用 高 浓 度输 粉 ， 燃 烧 器 使
的高浓 度燃 烧水 到渠 成 ， Ｎ 清 洁燃 烧 和 强化 稳 低 Ｏ
燃 的优 势得 以体 现 ， 因而很 快使 这 项 技 术 发 展成 熟
起来 ， 已应 用 到 燃 无 烟煤 、 煤 和 烟 煤 的 ２ ０ ＭＷ 、 褐 ０
ｖ ｒｚ ｄ ｃ ａ ｔｈｏ ｎｄ ａ ｒ ａ ｅ ｉｅ ｏ ｌａ ｍｅ ａ ｂ ｏ ｄ．
［ ｙｗ ｒ ｓ ｅ ｓ ｈ ｓ ｕｖｒ ｅ ｏｌ ｏ ｂ ｓｏ ；ｔ ｈ ｏ ｇ Ｋｅ ｏ ｄ ］ｄ ｎｅｐ ａｅｐ ｌｅｉ ｄｃａ；ｃｍ ｕｔ ｎ ｅ ｎｌ ｙ ｚ ｉ ｃ ｏ 目前 ， 燃烧 技术 研究 的重点 是 ： 研究 如何 提高燃 烧设 备 的热效 率 ， 降低单 位能耗 ； 如何 降低 有 害污染 物 的排放 ， 保护 环 境 。高 效 清 洁燃 烧 是 当今 燃 烧技 术 的发 展趋势 。我 国能源 科技 工作 者为适 应 煤种 多 变、 调峰 和 降低 污 染 的需 要 ， 制 了 不 少 新 型 燃 烧 研 器 。国外 近十年 来 ， 在燃 煤 锅 炉 降低 Ｎ 清 洁燃 烧 Ｏ 粉管 推人燃 烧 器 ， 燃 烧 器 内经一 次 风 和 二 次风 的 在
（ ） 粉管径只须 ６ ２ 给 ０～８ ｍ， 常 规 ３ ０～ ０ｍ 比 ０ ５０ｍ ０ ｍ要 细得 多 ， 且管 线短 ， 以大 大简化 系统 ； 可 （） ３ 可形 成高 浓度 燃 烧 ， 明显 降低 着 火温 度 ， 提 高燃烧 效率 ， 并且 可 以通 过直 接 调 节 煤 粉浓 度 控 制 燃 烧 。一 台 ＴⅡ １—１ １２ ０ Ａ型 ３０ ＭＷ 锅 炉改造 成 高 ０
煤炭清洁利用技术发展方向及作用
煤炭清洁利用技术发展方向及作用煤炭是世界上最主要的能源资源之一，但其使用也带来了严重的环境问题，如大气污染和气候变化。
因此，发展煤炭清洁利用技术是解决煤炭利用产生的环境问题的关键。
本文将探讨煤炭清洁利用技术的发展方向及其作用。
一、燃烧技术改进煤炭燃烧是主要的能源利用方式之一，但传统的煤炭燃烧过程中会产生大量的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等有害物质。
因此，改进煤炭燃烧技术是实现煤炭清洁利用的重要途径之一。
目前，一些先进的煤炭燃烧技术，如煤粉燃烧、流化床燃烧和气化燃烧等，可以有效降低煤炭燃烧过程中的污染物排放并提高能源转化效率。
二、气化技术应用煤炭气化是将煤炭转化为合成气的过程，合成气可以用于发电、化工等领域。
与传统的燃烧方式相比，煤炭气化可以有效降低二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等污染物的排放，减轻环境负荷。
此外，煤炭气化还可以实现资源综合利用，如煤炭气化后产生的煤焦油可以用于制备沥青和合成染料，煤气可用于制备化肥和合成燃料。
三、煤炭洁净化处理煤炭洁净化处理是指通过物理、化学和生物等方法将煤炭中的有害物质去除或转化，以减少煤炭燃烧过程中的污染物排放。
目前，常用的煤炭洁净化处理技术有煤炭筛分、浮选、干燥和精煤等。
这些技术能够有效去除煤炭中的灰分、硫分和水分等有害物质，提高煤炭的热值和燃烧效率。
同时，煤炭洁净化处理还可以将煤炭转化为高附加值产品，如焦炭和低灰燃料。
四、煤炭碳捕集利用煤炭燃烧过程中产生的二氧化碳是主要的温室气体之一，对全球气候变化有着重要影响。
因此，发展煤炭碳捕集利用技术是实现煤炭清洁利用的关键。
目前，煤炭碳捕集利用技术主要包括化学吸收、膜分离和气候调节等方法。
这些技术能够将煤炭燃烧过程中产生的二氧化碳分离、捕集并储存起来，从而实现碳排放的减少。
此外，煤炭碳捕集利用技术还可以将捕集的二氧化碳用于生产合成燃料和化工品等高附加值产品。
总之，煤炭清洁利用技术的发展可以有效降低煤炭利用过程中的污染物排放，减轻环境负荷，保护生态环境。
煤粉预热燃烧器技术
煤粉预热燃烧器技术燃烧器作为热能设备中的重要组成部分，其性能和效率直接影响着整个系统的运行效果。
煤粉预热燃烧器技术是一种有效提高燃烧器燃烧效率和降低污染排放的先进技术。
煤粉预热燃烧器技术通过提前将燃料进行预热，使其达到更适宜的燃烧温度，从而提高燃烧效率。
与传统燃烧方式相比，煤粉预热燃烧器技术具有以下优势：煤粉预热燃烧器技术可以有效降低燃料的燃烧温度。
在传统燃烧方式中，燃料直接进入燃烧室进行燃烧，由于燃烧室内温度较高，容易导致燃料的燃烧不完全和污染物的生成。
而通过预热燃料，可以使燃料在进入燃烧室之前达到适宜的燃烧温度，从而提高燃烧效率，并降低污染物的生成。
煤粉预热燃烧器技术可以增加燃料的可燃性。
在传统燃烧方式中，由于燃料直接进入燃烧室进行燃烧，燃料中的水分和挥发分无法充分蒸发和燃烧，导致燃料的可燃性降低。
而通过预热燃料，可以充分蒸发和燃烧燃料中的水分和挥发分，提高燃料的可燃性，从而提高燃烧效率。
煤粉预热燃烧器技术还可以减少燃烧过程中的氮氧化物生成。
在传统燃烧方式中，由于燃料的燃烧温度较高，容易导致氮气和氧气在燃烧过程中发生反应，生成氮氧化物。
而通过预热燃料，可以降低燃烧温度，减少氮氧化物的生成。
为了实现煤粉预热燃烧器技术，需要采用适当的燃烧器结构和控制系统。
燃烧器结构应具备良好的燃料预热和燃料燃烧条件，并能够适应不同规模和不同种类燃料的燃烧需求。
控制系统应能够准确控制燃料的预热温度和燃烧温度，并能够根据燃料的性质和燃烧需求进行优化调整。
在实际应用中，煤粉预热燃烧器技术已经被广泛应用于各种热能设备中，如锅炉、工业炉、干燥设备等。
通过采用煤粉预热燃烧器技术，不仅可以提高能源利用效率，减少能源消耗，还可以降低污染物排放，保护环境。
煤粉预热燃烧器技术是一种有效提高燃烧效率和降低污染排放的先进技术。
通过预热燃料，可以提高燃料的燃烧温度和可燃性，减少氮氧化物的生成。
煤粉预热燃烧器技术已经在各种热能设备中得到了广泛应用，并取得了显著的经济和环境效益。
循环流化床燃烧技术的发展历程
循环流化床燃烧技术的发展历程[摘要]：循环流化床（cfb）燃烧技术是一项近二十年发展起来的清洁煤燃烧技术。
它具有燃料适应性广、燃烧效率高、氮氧化物排放低、低成本石灰石炉内脱硫、负荷调节比大和负荷调节快等突出优点。
自循环流化床燃烧技术出现以来，循环床锅炉在世界范围内得到广泛的应用，大容量的循环床锅炉已被发电行业所接受。
[关键词]：分离器流化床锅炉效率中图分类号：tq051.8+4 文献标识码：tq文章编号：1009-914x（2012）26- 0343 -01循环流化床低成本实现了严格的污染排放指标，同时燃用劣质燃料，在负荷适应性和灰渣综合利用等方面具有综合优势，为煤粉炉的节能环保改造提供了一条有效的途径。
主循环回路是循环流化床锅炉的关键，其主要作用是将大量的高温固体物料从气流中分离出来，送回燃烧室，以维持燃烧室稳定的流态化状态，保证燃料和脱硫剂多次循环、反复燃烧和反应，以提高燃烧效率和脱硫效率。
分离器是主循环回路的关键部件，其作用是完成含尘气流的气固分离，并把收集下来的物料回送至炉膛，实现灰平衡及热平衡，保证炉内燃烧的稳定与高效。
从某种意义上讲，cfb锅炉的性能取决于分离器的性能，所以循环床技术的分离器研制经历了三代发展，而分离器设计上的差异标志了cfb燃烧技术的发展历程。
1、绝热旋风筒分离器德国lurgi公司较早地开发出了采用保温、耐火及防磨材料砌装成筒身的高温绝热式旋风分离器的cfb锅炉[1]。
分离器入口烟温在850℃左右。
应用绝热旋风筒作为分离器的循环流化床锅炉称为第一代循环流化床锅炉，目前已经商业化。
lurgi公司、ahlstrom 公司、以及由其技术转移的stein、abb-ce、aee、evt等设计制造的循环流化床锅炉均采用了此种形式。
这种分离器具有相当好的分离性能，使用这种分离器的循环流化床锅炉具有较高的性能。
但这种分离器也存在一些问题，主要是旋风筒体积庞大，因而钢耗较高，锅炉造价高，占地较大，旋风筒内衬厚、耐火材料及砌筑要求高、用量大、费用高启动时间长、运行中易出现故障；密封和膨胀系统复杂；尤其是在燃用挥发份较低或活性较差的强后燃性煤种时，旋风筒内的燃烧导致分离下的物料温度上升，引起旋风筒内或回料腿回料阀内的超温。
电厂煤粉炉技术及应用何方
电厂煤粉炉技术及应用何方电厂煤粉炉技术及应用主要涉及到煤粉燃烧技术和燃烧系统的优化，以下就此进行详细说明。
煤粉炉技术是一种重要的燃烧方式，可用于发电、供热等领域。
相较于传统的燃煤锅炉，煤粉炉具有效率高、污染低等优点，因此在能源领域得到广泛应用。
煤粉炉的基本原理是将煤粉喷入炉膛并与空气进行充分混合后燃烧，产生高温燃烧气体用于发电或供热。
通常采用的煤粉炉燃烧方式有直接燃烧、立式全燃烧室和旋风燃烧室等。
其中，直接燃烧法是将煤粉直接喷入炉膛进行燃烧，由于煤粉的表面积大，燃烧反应充分，因此燃烧效率高。
立式全燃烧室则是在炉膛内建立一个立式的燃烧室，煤粉由室顶喷入燃烧室，室底喷入空气进行燃烧。
旋风燃烧室则是通过燃烧室内的旋风气流使煤粉在室内进行旋转燃烧，这种方式燃烧效率更高。
此外，还有一种常见的煤粉炉燃烧方式是混燃，即使用煤粉与其他气体混合进行燃烧，如煤粉与天然气的混燃，既能提高燃烧效率，又能减少污染物排放。
随着科技的进步，煤粉炉技术也在不断创新与发展。
其中一项重要的技术是煤粉燃烧器的改进，通过对燃烧器结构和喷嘴设计的优化，实现煤粉的更加均匀喷入炉膛，提高燃烧效率。
另外还有一种重要的技术是煤粉颗粒的细化处理，通过将煤粉的颗粒大小控制在合适的范围内，使其更易燃烧，提高燃烧效率。
电厂煤粉炉技术的应用主要体现在以下几个方面：1. 发电领域：煤粉炉是目前电厂主要的燃煤设备之一，可用于产生高温高压蒸汽驱动汽轮机发电。
煤粉炉的建设和运行能够提高燃烧效率、减少燃烧排放，并且适应不同燃煤种类的要求。
2. 供热领域：煤粉炉也可应用于供热系统中，通过煤粉燃烧产生热能，用于加热水源、热水锅炉等设备，满足人们的供暖需求。
3. 煤化工领域：煤粉炉技术也可以用于煤化工领域，如煤气化炉、煤制氢和煤制合成气等设备中。
通过煤粉的燃烧，可以获得丰富的合成气资源，用于化工生产。
在煤粉炉技术的应用中，还需要关注环境保护和能源利用的问题。
煤粉炉燃烧会产生大量的烟尘、二氧化硫和氮氧化物等污染物，因此需要采取一系列的排放控制措施，如烟气脱硫、脱硝和除尘等技术，来减少对环境的影响。
浓淡煤粉燃烧技术
1、项目简介“风包粉”系列浓淡煤粉燃烧技术是针对我国电力工业对煤粉燃烧的需要，发明的一套适用于不同炉型、不同煤种的同时具有高效、稳燃、低污染、防结渣、防高温腐蚀性能的系列煤粉燃烧技术。
通过对炉内燃烧器区域气相及气固两相流场的深入研究，发现相当一部分锅炉炉膛内存在煤粉向炉膛四周分离，从而产生一系列不良后果。
提出了解决这一问题的技术措施，使煤粉相对集中在火焰中部，而炉壁四角则空气相对过剩，从而实现了炉内“风包粉”的燃烧方式，以防止炉壁结渣和高温腐蚀、也有助于提高燃烧效率。
浓淡燃烧的基本思路是将一次风分成浓淡两股气流，利用浓煤粉气流着火稳定性好的特点来提高燃烧器的着火稳燃能力，浓淡两股气流偏离各自燃烧的化学当量比，可以抑制NOx的生成排放。
还研制了配套的高浓缩比、低阻力的煤粉浓缩器，增强了浓缩燃烧的作用。
综合“风包粉”和“浓淡”燃烧的特点，根据不同炉型、不同煤种的要求，开发研制成功水平浓缩煤粉燃烧器、水平浓淡风煤粉燃烧器、径向浓淡旋流煤粉燃烧器、不等切圆墙式布置直流煤粉燃烧器等“风包粉”系列浓淡煤粉燃烧技术。
此系列煤粉燃烧技术覆盖了电站锅炉的主要燃烧方式和煤种，可以达到：大幅度提高低负荷稳燃性能，特别是对于燃用难燃的贫煤、无烟煤的机组尤为突出；燃用高硫煤机组中存在的高温腐蚀可望得到控制；锅炉的结渣问题得到解决或明显减轻；锅炉的NOx排放大幅度下降，特别是燃用控制NOx排放难度最大的贫煤、无烟煤的机组降幅更为明显；燃烧效率均有所提高。
此系列的各种燃烧器不仅可用于新锅炉的设计，而且对现有的锅炉的技术改造也非常方便。
截止到2000年2月，“风包粉”系列浓淡煤粉燃烧技术已在全国34座发电厂的62台锅炉上应用，机组容量共计9455.8MW。
并被国内的哈尔滨锅炉厂、上海锅炉厂、东方锅炉厂、武汉锅炉厂、北京B&W公司等锅炉制造厂在新产品设计或技术改造中所应用。
2、立项背景能源是国民经济的基础。
我国一次能源以煤为主，电力工业中煤电约占总电量的四分之三，电力工业每年耗煤2.9亿吨，相当于我国原煤产量的27%。
水泥窑煤粉燃烧器的技术要点
水泥窑煤粉燃烧器的技术要点回转窑煤粉燃烧器已由单风道发展到三风道、四风道和烧两种以上燃料的五风道。
风道越多，性能越好，但结构越复杂，质量越大，造价越高，使用时容易弯曲变形。
从煤风与空气混合的效果看，燃烧器可分为旋流式和分割式，分割式四风道燃烧器通道分为外轴流风、煤风、内轴流风、内旋流风，其中外轴流风是轴向喷射的，风道为连续成形，由于分割式燃烧器将煤风分割成四股喷射，煤粉喷出后在圆周方向不均匀，在形成火焰完整性方面与旋流式有一定差距，而且增加了煤风通道的磨损。
衡量燃烧器性能优劣的重要指标是一次风用量。
旋流式煤粉燃烧器是利用直流风与旋流风形成组合射流及中心风形成的平衡流的方式来强化煤粉燃烧，由于燃烧器的结构特殊，煤粉被送入燃烧区域内，通过涡流、回流等方式和喷射效能，使煤粉与燃烧空气充分混合、迅速点燃并充分燃烧。
当前性能优良的四风道煤粉燃烧器一次风用量可降到5%-7%，甚至3%-4%，既可以烧优质烟煤，也可以烧劣质煤、低挥发分煤、无烟煤、石油焦、煤页岩、废轮胎和生活垃圾等。
（1）回转窑对煤粉燃烧器的要求①对燃料具有较强的适应性，尤其是在燃烧无烟煤或劣质煤时，能保证在较低空气过剩系数下完全燃烧，CO和NOx, 排放量最低。
②火焰形状能使整个烧成带具有强而均匀的热辐射，有利于熟料结粒、矿物晶相正常发育，防止烧成带扬尘，形成稳定的窑皮，延长耐火砖使用寿命。
③外风采用环形间断喷射，保证热态不变形，射流均匀稳定，形成良好的火焰形状，最好采用多个小喷嘴喷射。
④采用拢焰罩技术，避免产生峰值温度，降低有害气体NOx的排放，使窑内温度分布合理，提高预烧能力。
⑤采用火焰稳定器，受喂煤量、煤质和窑情变化波动的影响小，火焰更加稳定。
结构简单，调节灵敏、方便，适应不同窑情的变化，满足烧不同煤质和形成不同火焰的要求。
（2）窑内煤粉点燃的模式窑内煤粉的点燃（着火），随煤质的差异及其加热速率的不同，有三种模式。
①均相点燃。
当其挥发分含量较多，加热速率不很快时，因挥发物首先析出而着火，随之固定碳开始燃烧。
我国能源环境现状与煤的先进燃烧技术
——我国能源环境现状与煤的先进燃烧技术能源是社会和经济发展的重要物质基础,能源的开发和应用,与社会发展和人类生活密不可分。
在十八世纪前,薪柴在世界一次能源消费结构中,长期占据首位;到了十九世纪下半叶,煤炭取代了薪柴成为主要能源;1965 年,石油又取代煤炭在世界能源消费结构中占据主要地位。
据中国统计年鉴资料显示:1996 年,世界一次能源消费结构中,石油占39. 6 % ,煤炭占26. 9 % ,天然气占23. 5 % ,核电占7. 4 % ,水电占2. 6 %。
我国是一个以煤为主的能源生产和消费大国。
建国以来,煤炭一直是我国的主要能源和重要原料,在一次能源生产和消费构成中煤炭始终占70 %以上。
近一个时期来,由于市场经济体制改革的深化和产业结构的调整,特别是环境保护的要求,我国能源市场出现了较大的变化,石油、天然气资源相对短缺,煤炭产量严重过剩,煤炭企业生产难以维系,全行业出现整体亏损。
21 世纪,随着我国加入WTO ,世界经济全球化和国家的进一步开放,我国煤炭工业将面临更加严峻的挑战。
面对激烈的市场竞争和严格的环境约束,需要从战略的高度来全面研究煤炭产业的对策,以确保我国的能源安全和煤炭行业的可持续发展。
煤炭发电的要害在于带来环境污染,解决环境污染的核心措施是采用先进的燃煤技术。
循环流化床燃烧技术和烟气净化技术是近年来国外开发、推广的先进洁净煤技术,它可以燃用劣质燃料和高硫煤,可以提高热效率和减少污染排放,是当前行之有效的可靠技术,在国外已被广泛采用。
随着现代科技发展,鱼与熊掌可以兼得,使煤炭成为洁净能源是完全可能的。
1、循环流化床燃烧技术的内容及意义燃煤锅炉燃烧方式可分为固定床燃烧、流态化燃烧、气力输送燃烧。
流态化嫩烧又可分为鼓泡床燃烧和循环流化床燃烧。
循环流化床的流化速度处于鼓泡流化速度和气力输送速度之间。
循环流化床锅炉与鼓泡流化床锅炉及煤粉锅炉比较, 循环流化床锅炉的结构差别主要在于炉膛布置、飞灰的气固分离装置、物料的回送系统。
低碳经济下电厂O2／CO2煤粉燃烧技术的应用
有利于推进 国家节能 减排 目标 的实现 ， 符合建设 资源节约 型、 环境友好型社会的要求。
关 键 词 ： 碳 经 济 ； ２Ｃ ２ Ｃ Ｓ 节 能 减 排 低 Ｏ／ Ｏ ；Ｃ ； 文 献 标 识码 ： Ａ 中 图分 类号 ： Ｋ２ ９ ６ Ｔ ２ ．
煤 炭资 源 的使 用 为人 们 带来便 利 的 同时 ， 也对人 类 赖 以生存 的环 境 造成 了恶 劣 的影 响 。科 学 研究
图Ｉ 厂０／Ｏ煤粉燃烧技求河理图 电 ２Ｃ２
收 稿 日期 ： ０ ０—０ ２１ ７—１ ４
作者简介 ： 黄纯亮（９ ４一） 男 ， １７ ， 华能沁北发电厂工程师 ， 主要研究火力发电厂环保、 节能及低碳经济
第４期
黄纯亮等： 低碳经济下电厂 Ｏ／ Ｏ 煤粉燃烧技术的应用 ２Ｃ ２
１ ９
１ １ 国外发展 现状 ． 电 厂 ０／ Ｏ Ｃ ：煤 粉 燃 烧 技 术 ， 由 Ｈ ｍｅ和 是 ｏ
Ｓｅ ｂｒ １８ 年提 出。美 国 Ａｇｎｅ国家实 验 室 ｔｎｕｇ于 ９ １ ｉ ｒｏｎ
（ Ｎ ，９ １ 进 行 了一 些 相 关 研 究 和 实 验 验 证 ¨ 。 Ａ Ｌ １９ ） 国际能 源署 （Ｅ 于 １９ ＩＡ） ９ １年开始 启动 和实施 减 少温 室气 体 排 放 的研 究 与 开 发 计 划 （ Ｈ Ｒ Ｇ Ｇ ＆Ｄ） 控 制 ， Ｃ 排放 的 ０／ Ｏ Ｏ ：Ｃ 煤 粉 燃 烧 技术 就 是 其 第 二 阶段
气组织煤粉的燃烧 ， 也被称作 富氧燃烧技术或 氧气／ 烟气再循环 技术。本文 介绍 了 ０ ／ Ｏ 燃烧 技术 国 ２Ｃ
内外发展现状 ； 阐述 了电厂 ０ ／ Ｏ 煤 粉燃烧 技术 的特 点 ， 以某 电厂 ６０ Ｃ 并 ０ ＭＷ 亚临界 四角 切 圆一次 中
我国煤炭科技发展现状及展望
我国煤炭科技发展现状及展望
我国煤炭科技发展近年来取得了巨大进步，在工艺技术、开采技术、煤制油技术、煤基化工等方面都有了显著技术改善。
首先，在工艺技术方面，在大中型火电机组的燃烧技术上，实现
了随机动态供煤技术，减少了发电单位的空转热效率；在煤粉燃烧上，实现了完全控制粉煤比量的梯级控制，极大提升了燃烧效率；在大中
型汽轮机组上，开发出并实现了一系列的煤分选入炉技术，使发电单
位可以调整煤粉细度和入炉粉煤比量，解决入炉过热问题；在小型、
微型火电机组上，实现了炉口自动控制和遥测入炉，提高了发电单位
的运行稳定性。
其次，在煤制油技术方面，煤层利用率得到一定提高，从原来的1.55倍提高到2.2~2.8倍；通过采用挤出加热（EEP）技术，可以大大提高不硫石蜡的油脂转化率，同时减小出油环境污染；采用冷凝式催
化裂解技术，可以较低成本地生产富含劣烯-芳香烃的汽油精制品，可
作为高品质汽油原料。
最后，在煤基化工等方面，我国已建成一整套煤化聚合工艺，这
样可以大大提高煤炭化学利用率，生产高品质的低碳烷烃、低碳烯烃，用以替代石油。
此外，凭借近年来的不断技术发展和科学研究，还开发了ICESC
煤洗清洗技术，其有效地解决了脐煤的难燃烧问题，并减少了煤炭的
环境污染。
总的来看，我国煤炭科技发展进步很大，未来在节能降耗、高性
能煤制油及煤基化工等方面，将会取得更多进展，为我国能源高效利
用和绿色发展注入新动力。
煤粉预热燃烧器技术
煤粉预热燃烧器技术煤粉预热燃烧器技术是一项重要的能源利用技术，它能有效提高燃烧效率，减少能源消耗和污染物排放。
本文将对煤粉预热燃烧器技术进行详细介绍。
我们需要了解煤粉预热燃烧器技术的基本原理。
煤粉预热燃烧器是一种燃烧设备，它通过预热燃烧空气和煤粉，将煤粉的燃烧效率提高到最大。
在传统的燃煤锅炉中，煤粉的燃烧过程中，会产生大量的烟气和热量损失，而煤粉预热燃烧器则可以通过将煤粉预热到一定温度，减少烟气的排放和热量的损失，从而提高燃烧效率。
煤粉预热燃烧器技术的核心是预热燃烧空气和煤粉的装置。
常见的预热装置有煤粉预热器和燃烧空气预热器。
煤粉预热器主要通过余热回收的方式，将锅炉排出的烟气中的热量传递给煤粉，使其达到一定的温度；燃烧空气预热器则是通过将锅炉进入的空气与烟气进行热交换，将烟气中的热量传递给空气，提高空气的温度。
这样，煤粉和空气在进入燃烧室之前就已经达到一定的温度，能够更加充分地燃烧。
煤粉预热燃烧器技术的优点主要有以下几个方面。
首先，它能够提高燃烧效率，减少燃煤锅炉的能源消耗。
煤粉的预热可以减少煤粉的燃烧过程中的热量损失，提高燃烧效率，从而减少燃煤锅炉的燃料消耗。
其次，煤粉预热燃烧器技术还可以减少燃烧产生的污染物排放。
煤粉的预热可以提高煤粉的燃烧速度和燃烧温度，使煤燃烧更加充分，减少煤燃烧产生的烟气中的污染物排放。
再次，煤粉预热燃烧器技术还可以延长锅炉的使用寿命。
煤粉的预热可以减少煤粉对锅炉的磨损和腐蚀，延长锅炉的使用寿命。
煤粉预热燃烧器技术已经得到了广泛应用。
在燃煤锅炉、工业炉和热风炉等燃烧设备中，煤粉预热燃烧器技术都可以有效地提高燃烧效率，减少能源消耗和污染物排放。
同时，煤粉预热燃烧器技术还可以与其他节能环保技术相结合，如余热回收技术、燃烧控制技术等，共同发挥协同效应，进一步提高能源利用效率和环境保护水平。
煤粉预热燃烧器技术是一项重要的能源利用技术，它能够提高燃烧效率，减少能源消耗和污染物排放。
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收稿日期:2003-11-12;修回日期:2004-02-29作者简介:张海飞(1976—),男,南京工业大学材料科学与工程学院硕士研究生,主要从事煤粉燃烧特性方面的研究.文章编号:1001-6988(2004)022*******煤粉燃烧技术新发展概述张海飞,张 薇(南京工业大学材料科学与工程学院,南京210009)摘 要:煤粉燃烧需要解决的主要问题是提高燃烧效率和降低污染,对这两大问题的研究进展进行了概述。
主要介绍了催化燃烧、脉动燃烧、高温空气燃烧、低NO x 燃烧技术的工作原理及研究成果。
关键词:催化燃烧;脉动燃烧;低污染;NO x 中图分类号:T Q534 文献标识码:BR evie w on N e w Developement of PulverizedCoal Combustion TechnologyZH ANG Hai 2fei ,ZH ANG Wei(Material Science and Engineering College ,Nanjing Univer sity o f Technology ,Nanjing 210009,China )Abstract :The main problems of pulverized coal combustion are to im prove efficiency of combustion and to de 2crease test development of these aspects research is generalized in this paper.Research production of catalytic combustion ,pulsating combustion ,high tem perature air combustion and low NO x combustion technology ,is mainly introduced.K ey w ords :catalytic combustion ;pulsating combustion ;low pollution ;NO x0 前言目前煤粉燃烧的利用率低,不完全燃烧损耗和污染严重。
煤粉燃烧效率的提高与污染物排放的降低是煤粉燃烧需要解决的两大问题。
人们一直在不断的探索和研究,寻找提高燃烧效率和降低NO x 、S O x 、C O x 排放的方法。
尽管目前采用了各种新型的燃烧方式,包括热回流技术、高浓度煤粉燃烧、有限空间内初期燃烧强化等等,但仍未令人满意。
近些年又出现了新的高效燃烧方案,如催化燃烧、脉动燃烧、高温空气燃烧、低NO x 燃烧技术、C O 2再循环技术等。
本文对它们的工作原理及研究状况做一概述。
1 催化燃烧煤的催化燃烧是指在煤中加入适当的催化剂,如碱金属盐和碱土金属盐(K 2C O 3、Na 2C O 3、CaC O 3),过渡金属化合物(CuO 、ZnCl 2、CuS O 4、ZnO )等,使煤的燃烧状况改变,使火焰稳定,并提高效率。
催化燃烧是一种很有前途的燃烧方式,国内外都对此进行了系统的研究。
美国的Bindim 、Alam M.M.、Inra K.研究了催化对煤的气化和燃烧速率的影响等燃烧特性;国内徐谷衡对煤催化燃烧机理及应用进行了较为系统的研究;谭志诚等人用热重法研究了煤催化剂的催化助燃效果及作用机理[1,2]。
文献[1]在进行催化燃烧机理的研究时,对添加催化剂(K 2C O 3、Na 2C O 3)后煤热解活化能进行了实测,发现催化剂使热解的活化能降低。
活化能降低将有利于煤的热解,提高挥发分的产量,并改变了挥41 I ndustrial Furnace Vol.26 No.2 Mar.2004发分的组分,使H 2的含量提高。
文献[2]用热重法研究了煤燃烧添加剂对南票煤的助燃效果。
图1为南票煤和含5%催化剂B J (主要成分是碱金属和碱土金属的氧化物及其盐类)的南票煤的TG (失重)和DTG (热重微分曲线,即对TG 曲线一次微分)曲线,图2为两者的燃烧失重率随时间的变化曲线。
由图可以看到,添加5%催化剂的南票煤与南票煤相比,其峰顶温度约下降80K;在相同时间(25min )内,其燃烧失重率从29%增加到36%,增加率约为22%。
由此可见,煤燃烧添加剂对南票煤有明显的助燃效果。
图1 南票煤和含5%催化剂的南票煤的TG 和DTG 曲线图2 南票煤和含5%催化剂的南票煤的燃烧失重曲线研究认为煤催化燃烧的机理是:碱金属盐在煤催化着火中,提高了挥发分产量,改变了挥发分的成分,结果减低了煤的气相着火温度和固相着火延迟时间。
催化剂在着火过程中充当了氧的活化载体,促进了氧化从气相空间向炭表面的扩散,氧转移的结果使固定炭着火温度减低。
所有的这些因素对煤的催化着火起到十分有利的作用,加速了煤催化着火的过程。
2 脉动燃烧脉动燃烧是一种节能、低污染的新型燃烧技术,是介于正常燃烧和爆炸之间的一种燃烧方式。
对它的研究可追溯到1977年,Byron Higgns 首次报道了燃烧振荡现象。
1900年第一台脉动燃烧装置出台。
后来一度中断研究,上世纪70年代末,由于能源危机,脉动燃烧又开始引起兴趣。
80年代进入实用开发阶段。
美国在这方面已经取得商业价值。
我国的北京航空航天大学和同济大学分别于1985年和1987年开始这方面的研究。
2.1 脉动燃烧的工作原理脉动燃烧器可以燃烧气体、液体和固体燃料(煤粉)。
煤粉可以直接喷入燃烧室,也可随空气进入燃烧室。
脉动燃烧器的工作和循环过程由以下4个基本过程组成,见图3。
图3 脉动燃烧器工作循环示意图(1)点火燃烧过程。
煤粉进入燃烧室后,由电火花点火,燃烧室内的温度和压力开始升高,燃烧区膨胀,燃烧产物向两端排出,工作点由A 到达B 。
(2)气体膨胀过程。
该过程中气体膨胀向外流出,燃烧室压力由点B 开始下降,由于气流的惯性,使得燃烧室压力降到大气压以下(点C ),燃烧室内形成负压。
(3)吸入可燃物过程。
在燃烧室负压作用下,煤粉和空气由进气阀自动吸入,同时,尾管中的燃烧产物也返回燃烧室,使燃烧室内的压力由点C 升到点D 。
(4)压缩重新点火过程。
回流气体的惯性使燃烧室内的气体压缩,压力由点D 升到A ,空气和煤粉急速混合,被回流的高温气流点燃,开始下一循环。
燃烧过程自动重复,不再需要外加点火。
2.2 煤粉脉动燃烧的特点2.2.1 优点与常规燃烧相比,脉动燃烧具有独特的优点,主要是燃烧过程的脉动性,强化了燃烧和排出气流中质量、动量和热量的传递过程。
(1)燃烧效率高。
气流的强烈脉动,极大地改善了反应物间的扩散掺混和传热传质过程,从而大幅度提高燃烧效率,在很低的过量空气条件下,燃烧效51《工 业 炉》 第26卷 第2期 2004年3月率可达98%～100%。
(2)热效率高,传热系数大。
脉动燃烧充分,所需过量空气少(α=1.02～1.05),且具有自行排气功能,故可大大降低排气热损失,使总热效率提高到95%～98%。
脉动燃烧的湍流扰动作用,使传热边界层变得薄而不稳定,因而极大的降低了热量传递的阻力,使燃烧室和排气管的传热系数可达到93～174W/(m2・℃),比非脉动燃烧装置高1倍。
(3)排烟污染小。
脉动燃烧器内强烈的气流脉动,使煤粉燃烧充分,排出尾气中的C O、NO和烟尘等含量降低。
(4)脉动燃烧器结构简单,体积小,具有自吸、自燃及正压排气的特点。
2.2.2 缺点脉动燃烧主要的缺点是噪声大,会引起系统组件的震动,对构件的强度和工作的可靠性造成了不利的影响。
故在结构设计时必须严格保证一定的声学条件和某些部件的强度。
使得脉动燃烧器的设计难度加大。
总之,煤的脉动燃烧是一种很有前途的燃烧方式。
但是,燃烧所产生的强噪声和强振动是限制它在动力工业应用的尚待解决的问题。
3 高温空气燃烧技术高温空气燃烧(HT AC—high tem perature air com2 bustion)是20世纪90年代得到迅速发展的一种高新燃烧技术。
高温空气燃烧是指燃料在空气预热到1200℃甚至更高的温度,在较低的氧浓度(约5%)的炉内燃烧,火焰稳定,燃烧效率高。
且NO x、C O的排放量低,达到高效低污染的要求。
高温空气燃烧技术以其烟气余热的极限回收和NO x低排放的突出特点,吸引着日本、英国、德国、美国等国正在开展深入的研究工作,并已有工业应用的范例。
但是,目前的研究和开发的燃烧器主要是针对煤气等气体燃料,煤粉的高温空气燃烧的技术关键是解决蓄热体的堵塞问题。
现日本已开发出高温空气燃煤锅炉,它的基本原则:一是控制炉内温度不超过灰软化温度,避免炉内结焦;二是采用孔尺寸较大的蜂巢蓄热体,允许大量的飞灰通过,蓄热体因其直通孔道和气流来回换向,有一定的自清灰功能;三是在蓄热体后的低温烟气中进行除尘,保护飞灰不进入换向阀等机械部件中去。
在我国,工业生产用的燃料80%是煤,研制开发出燃煤高温空气燃烧器,具有重大的现实意义,但是国内对这方面的研究还是空白,今后应加强开展煤粉的高温低氧燃烧技术研究。
4 低N O x燃烧技术低NO x燃烧技术与以上几种相比,是比较成熟的。
有关的研究比较丰富,有的已用于工业生产。
它有分级燃烧、低O2燃烧、煤粉浓淡燃烧、O2/C O2再循环燃烧。
4.1 分级燃烧分级燃烧包括空气分级和燃料分级两种。
4.1.1 空气分级将燃烧用的空气分阶段送入,例如先将理论空气量的80%从燃烧器送入,使燃料在缺氧的条件下燃烧,首先生成C O,可将NO x分解,抑制燃料NO x 和热力NO x的生成。
然后将燃烧用空气的剩余部分送入,虽然这时空气量多,但火焰温度低,不会生成较多的NO x,因此NO x的生成量是降低的。
4.1.2 燃料分级燃料分级的意义是将燃料分批送入炉内,形成多个燃烧区。
例如,将大部分燃料从燃烧器内进入一次燃烧区,该区在贫燃料状态下运行(α≥1);二次燃料喷入一次燃烧区的下游,形成富燃料并还原NO x的再燃烧区,再燃燃料在这里产生碳氢化合物与一次燃烧区的NO x反应并还原成N2,用这种办法可使NO降低50%或更低,最后送入燃尽风(α>1)使燃料完全燃烧。
4.2 低O2燃烧低O2在一定程度上限制了反应区内的氧量,抑制了NO x的生成。
用这种方法可使NO x降低排放5%～20%。
对一台锅炉来说,是低空气系数α运行,由于α降低,混合不良,会产生C O。
因此在确定低O2范围时,必须兼顾高效低污染两方面的要求。
4.3 浓淡燃烧从NO x的生成机理分析,空气系数α=1.0时, NO x的排放量最大。
为避免这种情况,设法使一部分燃料在空气不足下燃烧,另一部分在空气过剩下61综 述:煤粉燃烧技术新发展概述燃烧。