国内外低NO_x旋流燃烧器研究进展
低NO_X旋流燃烧器的整炉改造
２ １ 第 ６期 ０ ２年
ＺＨＥＪＡＮＧ ＥＬ Ｔ Ｃ ＯＷ ＥＲ Ｉ ＥＣ ＲＩ Ｐ
５ｌ
低 ＮＯ 旋 流燃烧 器的整炉改造 ｘ
邱 成 勇 ，陈 文 刚 ，赵 立 奇 ， 赵 学 峰 ，胡 继 斌
（ 江 大 唐 乌 沙 山发 电有 限 责任 公 司 ，浙 江 宁 波 浙 ３５２ ） １７ ２
煤 ，校 核 煤 种 为 大 同 塔 山烟 煤 。锅 炉 炉膛 断 面 宽 ２ ．８ 深 １．３ ２１７ｍ、 ５６ ２ｍ，顶 棚 管 标 高 ６ ．５Ｉ。炉 ５５ ｎ 膛 容 积 热 负 荷 ８ ．７ ｋ ｍ。 ２１ Ｗ／ ．炉 膛 截 面 热 负 荷
４． ５ Ｗ ／ 。 ２ ９Ｍ ｍ
燃 烧 器 布 置 方 式采 用 前 后 墙 布 置 ，对 冲 燃 烧 。 前 、后 墙 各 布 置 ３层 燃 烧 器 ，每 层 各 有 ５只 低
Ｎ ｘ旋 流 燃 烧 器 （ ｏ ｘ Ａ ｉｌＳ ｉ ｕｎ ｒ Ｏ Ｌ ｗ ＮＯ ｘａ ｗ ｍ Ｂ ｒｅ ， Ｌ ＡＳ ， 中前 墙 下 层 布 置 等 离子 燃 烧 器 。在 最 Ｎ Ｂ） 其
变 内二 次 风 量 与 外 二 次 风 量 的 比例 ，通 过 移 动 内 二 次 风 旋 流 叶 片 来 改 变 绕 过 叶片 的直 流 风 和 通 过
线 到 冷 灰 斗 弯 管 处 为 ３０ ７Ｉ Nhomakorabea ．０ ｎ
低 Ｎ 流 燃 烧 器 将 分 级 送 风 技 术 和 煤 粉 Ｏ 旋
Ｑ ＵＣ ｅｇｙｎ ， Ｈ Ｎ Ｗｅ － ｎ ， Ｈ ｉ ｉ Ｚ Ａ ｕ－ ｎ ， －ｉ Ｉ ｈｎ － ｇ Ｃ Ｅ ｎ ａｇ Ｚ Ａ０Ｌ— ， Ｈ Ｘ ｅ ｅｇ ＨＵＪ ｂ ｏ ｇ ｑ ０ ｒ ｉ ｎ
空气分级燃烧技术在燃烧器低NO_x改造中的应用
Abstract: Air st aged combus tion t ech nology is th e main control met hod of combus tion t o reduce t he NO x emission of boiler. Wh en b eing applied to t he t ransformation of bu rner, t he meth od can reduce th e exhaust of NO x. T h is p aper int roduces th e t rans format ion process of t he b urner of N o. 6 boiler for reducing NO x ex haust , and th e commissioning in Beijing Gaojing T h ermal Pow er Plant . Key words: air s taged combu stion t ech nolog y; t he t rans format ion of burner; t he exh aus t of N Ox ; numerical simulat ion
的设计效率为 90. 2% , 实际运行的锅炉效率仍优 于原设计值, 已达到了低氮燃烧器改造的基本要 求。
6 结论
6 号锅炉燃烧器改造后的常规热力试验表 明, 该炉在燃煤特性和运行条件基本不变的条件 下, NOx 的排放降低幅度比较明显, 但是锅炉效 率略有降低, 这与数值模拟的预报是相符合的。该 厂 5 号锅炉采用的荷兰 ST O R K 公司的低 N Ox 燃 烧器后也出现了排烟温度升高的现象, 可以认为 这种利用空气分级燃烧原理改进的燃烧器, 由于 火焰加长, 燃烧中心上移, 存在着排烟温度升高的 趋势, 并伴随着机械不完全燃烧损失的增加。由此 得出: 为降低 N O x 排放而进行的燃烧器改造, 减 少了大气污染, 同时也可能会牺牲锅炉燃烧效率 的结论。
旋流燃烧器低氮改造后的燃烧优化调整
ｗ（ Ｖ ） ／ （ ） ／ ＂（ Ｈ ） ／
（ Ｏ ） ／
西 班 牙 福 斯 特 惠勒 分 公 司 联 合 设 计 ， 西 班 牙 制
造 的 亚 临界 压 力 、 一次再 热 、 自然 循 环 、 平 衡 通 风燃 煤 汽包 锅 炉 。锅 炉 和 炉膛 设 计 参 数 如 表 １
第 ４ ６卷第 ３期 ２ ０ １ ５年 ５ 月
锅 炉
技
术
Ｖｏ １ ． ４ ６，ＮＯ ． ３ Ｍａ ｙ ．。２ ０ １ ５
Ｂ０ Ｉ ＬＥＲ Ｔ ＥＣ Ｈ Ｎ０ Ｌ０Ｇ Ｙ
旋 流 燃 烧 器 低 氮 改 造 后 的 燃 烧 优 化 调 整
王小华，陈 敏 ，牛 国平 ， 陈 宝康
说明 ： Ｂ ＭＣ Ｒ和 Ｅ Ｃ Ｒ 工 况 即 锅 炉 最 大 连 续 蒸 发 量 工 况 和额 定蒸 发 量 工况 。
１ ． ２ 设计煤 种煤 质参 数
该锅 炉设计 燃 用 印尼 平 南煤 种 ， 其 煤 质 特性
参 数 如 表 ２所 示 。 表 ２ 设 计 煤 质 参 数
项目
ｍ 标 高 处 前 后 墙 ４个 角 各 布 置 一 个 边 界 风 （ ＵＦ Ａ） 风 口。前 后 分 别 安 装 ８只 燃 烧 器 、 ６只
ＯＦ Ａ 喷 口以及 ２只 ＵＦ Ａ 喷 口共用 一 个 大 风箱 ， 前后 墙 ２个大风 箱相 互连 通 。 １ ． ３ ． ２改 造后 的燃烧 系统 本 次燃 烧 系统改 造 维 持原 燃 烧 器 标 高不 变 ， 对燃烧 器 和 Ｏ Ｆ Ａ喷Ｖ Ｉ 进 行 了 部分 改 造 。改 造 内 容 如下 ： 为 减少 ＮＯ 的生成 以及 减 缓 燃 烧器 区域 水 冷 壁 区域结焦 ， 并 达 到煤 粉 提前 着 火 并 延迟 煤 粉 与 二次 风混合 的 目标 ， 改 造 后 的主 燃 烧 器结 构 如
600 MW超临界锅炉低NOx轴向旋流燃烧器
600 MW超临界锅炉低NOx轴向旋流燃烧器时间:2012-11-09 14:46来源:未知作者:张振民点击:196 次摘要：介绍了山西兴能电厂600 MW锅炉采用的斗山巴布克NOx轴向旋流燃烧器的基本结构、主要特点、运行方式及日常操作，提出了在保证安全的情况下尽可能地减少NOx排放。
摘要：介绍了山西兴能电厂600 MW锅炉采用的斗山巴布克NOx轴向旋流燃烧器的基本结构、主要特点、运行方式及日常操作，提出了在保证安全的情况下尽可能地减少NOx排放。
关键词：低NOx;安全;环保;控制0 引言《京都议定书》确定了一个CO2及NOx等6种温室气体排放的基准值，各国应承担相应的减排义务，低NOx燃烧控制及烟气排放是目前火电厂的趋势及环保要求。
山西兴能发电有限责任公司600 MW锅炉采用的斗山巴布克NOx轴向旋流燃烧器能有效将NOx排放降低到基准水平。
1 NOX的形成氮氧化物(NO)将引起呼吸道疾病和产生硝酸形成的酸雨污染大气。
烟囱排放的氮氧化物称之NOX，由约95%的NO和5%的NO2所组成。
煤中存在的氮化合物，单个氮原子通常与碳原子结合成有机氮化合物。
空气中的自由氮分子，氮原子以非常强的N——N键成对结合成氮分子(N2)，这种结合比C——N键结合强约三倍。
这些化学键被裂解形成NOX，C——N键将比较容易破裂，而N——N的破裂则需要更多的能量，因此大气中的氮形成NOX，只有在1 500 ℃以上的温度条件下才有意义，并随温度呈指数增加。
在相对低的燃烧温度下，由燃料中的氮产生的NOX，并且不会显示出同样的变化。
由此可以看到，对燃烧区域NOX的形成，两个最重要的影响因素是氧气和温度。
因此控制这两个因素就意味着控制NOX的形成。
2 低NOX技术有着一些公认的在炉膛中降低NOX的技术，它们可以分成三种基本形式：a) 与锅炉运行有关;b) 基于炉膛和锅炉设计;c) 一些涉及燃烧装置设计。
几种低NOX技术可以联合使用，但不会产生是叠加效果。
350MW机组锅炉低NOx燃烧器改造试验研究
第42卷第6期2013年6月热力发电T H E R M A L P O W ER G E N E R A T I oNV01．42N O．6J un．2013350M W机组锅炉低N O x燃烧器[摘要][关键词] [中图分类号] [D oi编号]改造试验研究王小华西安热工研究院有限公司苏州分公司，江苏苏州215011某电厂2号机组锅炉燃烧器改造前N O：排放浓度约718～972m g／m3，采用B H K 技术的新型H T—N R3燃烧器和全炉膛分级燃烧技术对2号机组锅炉低N0：燃烧系统进行了改造。
试验结果表明，燃烧器改造后，机组在320M W负荷、各种磨煤机组合运行方式、3个不同煤种条件下，烟气中C O排放浓度小于80／-L／L，N旺排放浓度在306～358m g／m3。
与改造前相比，N O：排放浓度平均降幅达58．7％，改造效果显著。
亚临界；350M W机组；锅炉；低N O。
燃烧器；磨煤机；C O；N O；；排放浓度T K223．23[文献标识码]B[文章编号]1002—3364(2013)06—0058一07 10．3969／j．i ssn．1002—3364．2013．06．058E xpe r i m ent a l s t udy on r e t r of i t e d l ow N O，bur ner ofa350M W uni t boi l e rW A N G X i aohuaX i’an T her m al P ow e r R es e ar ch I ns t i t ut e C o．，L t d．，Suzhou B r a nc h，S uzhou215011，J i angs u P r ovi nce，Chi naA bs t r ac t：The N O。
em i s s i on c once nt r a t i on of t he N O．2boi l er i n a pow er pl ant w as about718—972m g／m3。
燃气轮机燃烧室低NO_x燃烧模拟及余热锅炉烟气脱硝研究
燃气轮机燃烧室低NO_x燃烧模拟及余热锅炉烟气脱硝研究随着我国电力行业的快速发展,以天然气为燃料、燃气轮机为核心的燃气-蒸汽联合循环发电方式已成为国内的潮流。
燃气轮机朝着高参数、高效率、低排放的方向发展,其中氮氧化合物的排放始终是重点关注的课题之一。
政策层面对氮氧化合物排放要求日趋严格,国内在役以天然气为燃料的燃气-蒸汽联合循环电站将面临着降低氮氧化合物排放的巨大挑战。
针对日趋严格的燃气轮机NOx排放限额日趋严格、天燃气气源多样性引起燃烧特性波动等问题,有必要对天然气预混水蒸汽的低氮燃烧方法以及余热锅炉烟气脱硝进行针对性研究。
本文利用FLUENT软件对某联合循环电站在役F型燃气轮机燃烧室燃烧过程进行三维数值模拟研究,在与实际运行数据对比基础上,分析燃烧室入口燃料预混水蒸汽后的燃烧特性以及污染物排放特性,并利用CHEMKIN软件包对该过程进行化学动力学研究。
利用ASPEN PLUS对余热锅炉新增SCR烟气脱硝反应器进行流程计算,分析全工况行下余热锅炉烟气脱硝相关特性。
最后利用燃气轮机变工况特性逐级叠加分析法研究SCR烟道阻力对燃气轮机性能的影响。
研究表明,对比40%、60%、100%负荷率三个典型工况的运行数据验证了燃烧室三维数值模拟模型的合理性;从燃烧筒的轴向来看,烟气温度最高可达1841K,烟气静压损失约为0.22MPa;NO浓度的变化规律和温度的变化规律几乎保持一致,且主要为热力型NO;在值班喷嘴附近最高温度可达约1900K,而主燃烧喷嘴附近温度最高达约1200K;在出口段烟气速度达到约140m/s;整个燃烧筒空间的NO ppm浓度最高的区域出现在值班燃烧喷嘴附近,最高可达约250 ppm,而在主燃烧喷嘴附近的NO浓度则较低,燃烧筒的出口段NO浓度分布均匀,约为37.6 ppm。
在燃烧室过渡段出口,40%、60%、100%负荷率时的NO浓度分别约55.88 ppm、42.04 ppm、18.62 ppm。
旋流燃烧器低氮改造方案的数值模拟研究
旋流燃烧器低氮改造方案的数值模拟研究发布时间：2022-12-06T01:15:23.336Z 来源：《科学与技术》2022年第15期第8月作者：王术力[导读] 针对现有双调风旋流燃烧器锅炉低氮改造方案进行炉内燃烧热态速度场和温度场数值模拟计算王术力内蒙古大板发电有限责任公司内蒙古赤峰市025150摘要:针对现有双调风旋流燃烧器锅炉低氮改造方案进行炉内燃烧热态速度场和温度场数值模拟计算，通过数值模拟计算结果找出双调风低氮燃烧器改造后存在问题的原因，并提出改进意见，为同类锅炉改造提供参考。
关键词：旋流燃烧器；浓淡改造；电站锅炉；数值模拟1 引言我国目前有一部分火电厂锅炉采用两面墙对冲 DRB-XCL 低 NOx 双调风旋流燃烧器，该燃烧器具有燃烧效率高，炉内温度场和流场分布均匀等优点，但也存在着低 NOx 效果不果不如直流燃烧器好的缺点，因此，现有部分采用旋流燃烧器的锅炉进行低氮改造，一是采用大还原区燃尽风的措施，改造方式与直流燃烧器基本相同，改造效果比较明显，但因一次风煤粉浓度低、且一二次风混合较早，NOx 浓度还比较高，达不到现有直流燃烧器的低氮效果200-240 mg/Nm3。
因此，还需要更进一步改造，以提高炉内脱硝效果，减少 SCR 脱硝还原剂尿素用量及氨逃逸大带来的副作用等。
本文对某台燃烧褐煤的 600MW 机组亚临界锅炉双调风旋流燃烧进行一次风浓淡分离改造方案数值模拟计算，通过几种改造方案的数值模拟计算结果对比分析，确定优化改造方案，为同类机组进行低氮燃烧器改造提供参考。
2 双调风旋流燃烧器原设计结构及存在的问题一次风携带煤粉经过上升弯头进入燃烧器内，该燃烧器在燃烧口前安装了一个扩流锥以冲散煤粉，使一次风管道内的煤粉颗粒沿着管道四周分布。
DRB-XCL 型燃烧器上配有双层强化着火的调风机构，该调风机构可以控制二次风挡板开度，从而改变二次风的旋转角度和旋转强度。
二次风包裹着一次风进入炉膛，两股风不断混合，二次风形成的回流区卷吸高温烟气从而点燃煤粉。
新型低NOx轴向旋流燃烧器在某电厂的应用
由于锅炉 燃烧 煤种是 高挥 发分 、 易着 火 、 低 灰 熔点 的褐 煤 ， 因此二 次风 叶片 角度不 可太 大 ， 否 则 旋 流强度 太 大 ， 容 易导 致 燃 烧 器结 焦 。对 于 二 次
叶 片开度 ， 进行 了两 组工 况 的 比较 ：
表 １ 二 次 风 叶 片 开 度
ｂ ｕ ｎｅ ｒ ｒ ｉ ｎ ｓ ｏ ｍ ｅ ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ｉ ｆ ｒ ｓ ｔ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｍ ｂ ｕ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ， ｉ ｆ ｎ ａ ｌ ｌ ｙ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ
最大 限度地 减少 氮 氧 化 物 的生 成 量 ， 但 同 时 又提
供适 当 的氧量 以维持 火焰 的燃烧稳 定 。
结焦 ， 为强 结焦 煤质 。
３ ） 改善 燃料 富集 区域 的滞 留时 间 和温 度 ， 最
大 限度地 减少 污染物 的生成 。
１ 新 型燃 烧 器 的设 计 原理
尽。
淡 性分 离 ， 以便 于达到 降低氮 氧化 物排放 的效 果 ，
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３—０ ２— ２ ４
作者简介 ： 周顺文（ １ ９ ８ ５一）， 男， 助理工程 师， 毕业于哈尔滨工业大学， 从 事电站锅炉新技术研 究及性 能调试工作。
第 ２期
周顺文 ， 等： 新型低 Ｎ Ｏ ｘ 轴 向旋流燃烧器在某 电厂 的应用
燃烧 器 的设计 实质上 都是 由一些 把燃 烧空 气
分 隔成若 干 独立通 道 的同心套 管所 组成 。形成 浓
４ ） 增加 焦碳 粒子 在 燃 料 富集 区 的滞 留时 间 ， 以降低焦 碳粒 子 中氮氧化 物形成 的趋 势 。
1025t_h旋流燃烧器煤粉炉降低NO_x生成的数值模拟_白涛
第30卷 第29期 中 国 电 机 工 程 学 报V ol.30 No.29 Oct.15, 2010 16 2010年10月15日 Proceedings of the CSEE ©2010 Chin.Soc.for Elec.Eng.基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2008AA05Z302)。
Supported by the National High Technology Research and Development of China(863 Program) (2008AA05Z302).文章编号：0258-8013(2010) 29-0016-08 中图分类号：TK 314 文献标志码：A 学科分类号：470⋅20 1 025 t/h 旋流燃烧器煤粉炉降低NO x 生成的数值模拟白涛，郭永红，孙保民，康志忠，肖海平(电站设备状态监测与控制教育部重点实验室(华北电力大学)，北京市 昌平区102206)Numerical Simulation of Decreasing NO x Emission in a Swirling CombustionPulverized Coal BoilerBAI Tao, GUO Yonghong, SUN Baomin, KANG Zhizhong, XIAO Haiping(Key Laboratory of Condition Monitoring and Control for Power Plant Equipment(North China Electric Power University),Ministry of Education, Changping District, Beijing 102206, China) ABSTRACT: By analyzing the mechanism of NO x formation and the coal quality from practical operation in furnace, air-staged combustion was adopted to low the NO x emissions. The characteristics of the temperature, the distribution of species concentrations and NO x emissions in the furnace were numerically studied. The predicted results show that moving parts of jets of the tertiary air to the top of primary combustion zone can reduce the oxygen concentration in the primary combustion zone and decreasing the distribution of the temperature in the furnace. Incomplete combustion will result in increasing the reducing atmosphere in the primary combustion zone. It will inhibit the formation of NO x and increasing the volume of the top tertiary air can reduce the formation of NO x . The experimental results show that in the different proportion of the top tertiary air the thermal efficiency of the boiler don't have any obvious variation, the concen -tration of NO x continue decreasing, but the carbon content in fly ash is increased. Comprehensive results show that when the proportion of the top tertiary air is 70%, the concentration of NO x in the export of air preheater is reduced to 40%. It can achieve a better effect than before.KEY WORDS: boiler; low NO x ; swirling combustion; pulverized coal boiler; numerical simulation摘要：针对某电厂运行中NO x 排放量过高的问题，通过对NO x 生成机制以及电厂实际燃用煤质的分析，采用去除部分卫燃带以及将主燃区内部分三次风移至主燃区上方的空气分级燃烧技术，对炉内进行降低NO x 排放的改造。
煤粉锅炉旋流式燃烧器的新发展
图1 沙角B 电厂IHI —FW —DF 型双流旋流燃烧器1——炉墙壁管;2——流量分配器;3——轻油燃烧器;4——2次空气喷嘴;5——2次空气导叶;6——外筒;7——内筒;8——可动内筒;9——3次空气管;10——火焰检出器;11——分离板;12——煤粉入口管煤粉锅炉旋流式燃烧器的新发展浙江省电力试验研究所(杭州 310014) 裘立春 熊建国 应 剑 张书谨 我国电站中应用旋流式燃烧器的锅炉约占总容量的20%。
70年代国内广泛采用直流燃烧器以来,对旋流式燃烧器颇为忽视,且一般只烧Q net,ar >16.8M J/kg 、V d af >25%的煤。
随着大容量机组四角燃烧炉膛出口烟温偏差大的难题暴露,旋流燃烧重又获得重视。
国外,如B &W 公司和德国、日本、前苏联等国在许多大容量机组上采用旋流式燃烧器,燃用煤种广泛。
与直流式燃烧器相比,旋流式燃烧器具有易布置、炉膛内热负荷均匀、炉膛出口烟温和烟速发布较均匀,过热蒸汽温度偏差小的优点,并能降低过热器与再热器的金属最高点温度、减少了局部结渣的可能性。
电站锅炉要求低负荷性能十分优良。
在直流式燃烧器中即使利用浓淡分离技术,一般最多降到额定负荷的40%～50%;旋流式燃烧器其低负荷稳燃能力强,甚至能降到额定负荷的20%。
许多发达国家对NO X 排放提出了更为严格的标准。
如欧共体对1995年以后130t/h 以上的新燃煤锅炉要求NO X 排放量小于200 L /L 。
传统旋流燃烧,二次风通常采用强旋流,二次风过早与一次风混合,不能在着火区形成局部高浓度区,这有悖于浓淡燃烧原理和分级燃烧原理,不利于低NO X 燃烧。
如我国传统旋流燃烧所产生的NO X 约为1000～1200 L/L,而切向燃烧约为600～1000 L/L 。
双通道旋流燃烧器是目前广为采用的一种新型旋流燃烧器,其结构特点是将旋流二次风通道分解成两个通道,通过分级送风实现分级燃烧以降低NO X 。
烟气NO_x低温选择性催化还原催化剂研究进展
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2007年第26卷第3期·320·化工进展烟气NO x低温选择性催化还原催化剂研究进展韦正乐，黄碧纯，叶代启，徐雪梅（华南理工大学环境科学与工程学院，广东广州 510640）摘要：催化剂是选择性催化还原（SCR）脱硝技术的核心，其催化性能直接关系到脱硝效果的好坏。
近年来，由于低温选择性催化还原法具有良好的经济性，引起各国环保研究工作者的关注，成为近年SCR研究的热点。
本文概述了贵金属、金属氧化物、分子筛和碳基材料催化剂的低温（低于250 ℃）选择性催化还原法脱除NO x研究进展。
其中，以碳基材料为载体的催化剂显示出良好的低温选择性和稳定性，具有很好的应用前景。
关键词：低温SCR；氮氧化物；碳基催化剂中图分类号：X 701 文献标识码：A 文章编号：1000–6613（2007）03–0320–06Review of catalysts for low-temperature SCR of NO xWEI Zhengle，HUANG Bichun，YE Daiqi，XU Xuemei(School of Environmental Science and Engineering，South China University of Technology，Guangzhou 510640，Guangdong，China)Abstract：Catalyst is the key to the selective catalytic reduction (SCR) of NO x，and its properties are directly related to the effect of NO x removal. In the last decade，low temperature SCR has received much attention due to its economics. This review summarizes th research status in the low temperature SCR catalyst，including noble metals，metal oxides，zeolites and carbon materials catalysts. The carbon materials catalysts demonstrate good activity and stability at low temperature，and have abetter application prospect.Key words：Low-temperature SCR；NO x；carbon materials catalyst氮氧化物是引起酸雨、光化学烟雾等破坏地球生态环境和损害人体健康的一系列问题的主要污染物，也是目前大气环境保护中的重点和难点。
浓淡型双调风旋流燃烧器低NOx特性分析
收稿日期:1998-06-11;修订日期:1999-09-06作者简介:余战英(1973-),男,西安交通大学能动学院热能工程系在读硕士生1邮编 710049文章编号:1001-2060(1999)06-0455-03浓淡型双调风旋流燃烧器低NO x特性分析(西安交通大学) 余战英 蒋宏利 谭厚章 魏铜生 窦文宇 惠世恩 徐通模摘 要:利用冷态等温模化技术对浓淡型双调风旋流燃烧器进行了模拟实验研究。
根据实验结果,对双调风旋流燃烧器的结构及特点进行了分析,研究了此种燃烧器的分级送风和浓淡燃烧技术的特点以及稳燃环所起的重要作用。
进一步了解了双调风旋流燃烧器的低NO x排放及低负荷稳燃特性。
关 键 词:旋流燃烧器;低NO x;稳燃;实验研究中图分类号:T K223.231 前言普通旋流燃烧器的特点是射流前期的湍动混合强烈,而后期湍动混合比较弱,煤粉气流与内二次风的混合过早,燃烧火焰基本上是在已与内二次风混合的煤粉———空气混合物中传播,此时着火区域内的过量空气系数比较高,这种过早的混合过程会促进NO x的生成[1]。
因此,普通的旋流燃烧器是高NO x排放的燃烧器。
而对于低NO x的旋流燃烧器而言,空气的混入应分级逐步进行,前期混合不宜强,减少冷空气的混入,确保初期燃烧反应在偏离化学当量比下进行,同时尽量提高煤挥发份燃烧区的燃烧温度。
燃烧温度越高,挥发份的析出速度越快,挥发份的析出量也就越多,燃料氮的析出量也相应增多,而此时燃烧区域内供氧相对不足,这样,中间产物NH3、HCN、CN等就会被还原转化成为N2。
燃烧反应后期的湍动混合要好,以使煤粉在离开炉膛之前与空气充分混合,促进剩余焦炭的燃尽,降低飞灰中的可燃物含量。
浓淡型双调风旋流燃烧器是德国B&W公司开发的先进的低NO x旋流燃烧器。
它将分级送风技术[2]与浓淡燃烧技术[3]应用在旋流煤粉燃烧器上,综合了两者的优点,其结构简图如图1所示。
最里边的一股风称为一次风,中间的一股风称为内二次风,最外边的一股风称为外二次风,内二、外二次风通过轴向可动叶轮旋流器形成旋流风,两股风的旋流强度可通过相应轴向叶轮的拉进拉出来改变。
新型低nox旋流燃烧器的实验研究与数值模拟优秀毕业论文
论超低NOX燃烧器的发展趋势
论超低NOX燃烧器的发展趋势1 低NOx燃烧器简介低NOx燃烧器及低氮氧化物燃烧器，是指燃料燃烧过程中NOx排放量低的燃烧器，采用低NOx燃烧器能够降低燃烧过程中氮氧化物的排放。
在燃烧过程中所产生的氮的氧化物主要为NO和NO2，通常把这两种氮的氧化物通称为氮氧化物NOx。
很多试验结局显示，NO是燃烧装置积蓄的氮氧化物的重要成分，平均约占95%，5%左右是NO2所占的。
通常燃料燃烧所天生的NO首要来源2个方面：一是燃烧所用空气（助燃空气）中氮的氧化；二是燃料中包含氮化物在燃烧原委中热分解再氧化。
在很多的燃烧装置中，前面的是NO的重要出处，“热反应N O”是我们为此类的NO取的名字，后者称之为“燃料NO”，另外还有“瞬发NO”。
燃烧时所形成NO可以与含氮原子中间产物反应使NO 还原成NO2。
实际上除了这些反应外，NO还可以与各种含氮化合物生成NO2。
在实际燃烧装置中反应达到化学平衡时，[NO2]/[NO]比例很小，即NO转变为NO2很少，可以忽略。
2 低NOX燃烧技术2.1 低过量空气燃烧使燃烧过程尽可能在接近理论空气量的要求下实行，跟着烟气中过量氧的下降，可以控制NOx的生成。
这种方法是最简明的降低NOx排放的办法。
通常可下降NOx排放15-20%。
但如炉内氧浓度过低（3%以下），会导致浓度迅速加多，添加化学不完全燃烧热亏损，导致飞灰含碳量添加，燃烧效率降低。
所以在锅炉设计与运营时，要采用最适合的过量空气系数。
2.2 空气分级燃烧空气分级燃烧技术是将燃烧所需的空气分级送入炉内，使燃料在炉内分级分段燃烧。
在第一阶段，燃烧区的氧浓度对各种类型的NOx生成都有很大影响。
将从主燃烧器供入炉膛的空气量减少到总燃烧空气量的70-75%（相当于理论空气量的80%），使燃料先在缺氧的富燃料燃烧条件下燃烧。
此时第一级燃烧区内过量空气系数α1，因而降低了燃烧区内的燃烧速度和温度水平因此，第一级燃烧区的主要作用就是抑制NOx的生成并将燃烧过程推迟。
国内外煤粉燃烧低NOx控制技术的研究现状
国内外煤粉燃烧低NOx控制技术的研究现状
聂其红;吴少华;孙绍增;秦裕琨
【期刊名称】《哈尔滨工业大学学报》
【年(卷),期】2002(034)006
【摘要】阐述了煤粉燃烧过程中NOx的生成机制.比较分析了国内外煤粉燃烧低NOx控制技术研究的特点和差异,特别就两种煤粉燃烧低NOx控制技术的研究特点及应用作了比较分析.对国内外煤粉燃烧低NOx控制技术的研究现状,特别对我国在"九五"期间低NOx煤粉燃烧技术的发展作了简要概括.同时对今后国内煤粉燃烧低NOx控制技术的发展方向提出了建议,指出我国煤粉燃烧低NOx控制技术的发展应结合我国的国情,走出自己的特色.
【总页数】7页(P826-831,837)
【作者】聂其红;吴少华;孙绍增;秦裕琨
【作者单位】哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001
【正文语种】中文
【中图分类】TK224
【相关文献】
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5.40 t/h煤粉预热燃烧锅炉运行和低NOx试验研究 [J], 满承波;高超;欧阳子区;潘清波;田继林;刘敬樟;朱建国
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中 图 分 类 号 ：７ １７ Ｘ ０ ．
文 献标 识 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：６ ４— ０ ９ ２ １ ） ３— ２ ０ １ ７ ８ ６ （ ０ ２ ０ ０ ４— ３
０ 引 言
ＮＯ 是 大气 中 的主要 污染 物 ， 是 刺 激 人 的 呼 它 吸 系统 ， 害动 植物 ， 且 引起酸 雨 、 化学 烟雾 、 损 并 光 温 室效 应 和破坏臭 氧层 的主要 物质 之一 。有关 资料表 明， 电站锅 炉 的 Ｎ 排放量 占各 种燃烧 装 置 Ｎ 的 Ｏ Ｏ 排 放量 总 和的一 半 以上 ， 而且 ８ ％左 右 是 由煤 粉锅 ０
在双 调风燃 烧 器 的基 础 上 ， 日本 Ｂ ｂ ｏｋ—Ｈ — ａｃ ｃ ｉ ｔ ｈ推出了 Ｈ ａ ｉ ｃ Ｔ—Ｎ Ｒ型 燃烧 器 ， Ｔ—Ｎ Ｈ Ｒ燃烧 器 的 原理 即火焰 内高 温还 原 Ｎ 。燃 烧 区域 分 为 Ａ、 Ｏ Ｂ、 ｃ、 Ｄ四个 区 ， 为 脱 挥 发 分 区 ， Ａ Ｂ为 烃 根 产 生 区 ， Ｃ
Ｎ 的 能 力 和 低 负 荷 稳 燃 性 能 。 Ｏ
２ ３ ２ ＨＴ —Ｎ 型 燃 烧 器 ． ． Ｒ
Ｓ 燃烧 器 的特点 是一 次风 和煤粉 不旋转 ， 次 Ｍ 二 风通过 轴 向叶片 形 成 旋流 。一 、 次风 量 占燃烧 所 二 需 总空 气量 的 ８ ％ 一 ０ ， ０ ９ ％ 在燃 烧 器 喷 口处 形 成 富
焰温度 由 １ ０ ０ Ｃ降 至 １ ０ ℃ ， Ｏ ６ ｏ ０ ４ Ｎ 排放 浓 度 可 降
低 ３％。 ９
２ １２ Ｐ ． ． ＡＸ 燃 烧 器 ［一］
Ｐ Ｘ 型 燃 烧 器 是 加 拿 大 Ｂ Ｗ 公 司 在 双 调 风 旋 Ａ ＆
流燃 烧 器 的基 础上 ， 设 了 Ｐ Ｘ装 置 （ 次风 置 换 增 Ａ 一 装置 ） 与直 吹式 制粉 系统 配套 使 用 ； ， 当一次 风 粉 气
外 气 流 区 ， 内 、 气 流 区 采 用 可 调 节 旋 流 度 。其 在 外
Ｎ 排 放 比 双 调 风 燃 烧 器 约 低 ２ ％ 。 Ｘ Ｌ燃 烧 器 Ｏ ５ Ｃ
最 重要 的优点 是它 可 以通 过选 用合 适 的叶轮使 火焰
形 状适 应 炉 型 ， 深 度 有 限 的 炉 窑 （ 单 置 墙 式 对 如 炉 ） 可使 火焰 长度 减短 。 ，
ｌ Ｎ０ ｓ ｉ ｅｒ ｌｏ ｈｅ ｗｏｌｄ ａｒ ａｌｚｅ ， ｔ ｌ ｎｔｏｄｕ ｉ ｅ ｍ ａｄｅ ｏｎ ｔ ｅｃ ｃａｌ ｅａ ｕｒ ｓ ａｎ ｏｗ ｗ ｒ ｂｕｒ ｓ ａｌ ｆｔ ｌ ｎ ｒ ｅ ａｎ ｙ ｄ ｄｅ ａｉ ｅｄ ｉ ｒ ｃｔ ｏｎｓ ａｒ ｈｅ ｔ ｈｎｉ ｔ ｅ ｄ ｆ
２３ １ Ｉ ． ． ＨＩ—Ｆ 卧 式 分 离 器 旋 流 燃 烧 器 Ｗ
这 种 燃 烧 器 的突 出特 点 是 加 装 卧式 旋 风 分 离 器 。从 磨煤机 来 的一 次 风 粉 流先 导 人 旋 风分 离 器 ， 分 离器 的导 流板 可 处 于高 、 负荷 的位 置 。燃 用 劣 低 质 煤或 低负荷 燃烧 时 ， 流板 置于 低负荷 位置 ， 导 被分 离 出 的高浓度 风粉 流被 送人燃 烧器 中心 的低 负荷喷 嘴（ 高浓 度 喷 嘴 ） 在 出 口着 火 区形 成 高 浓 度 燃 烧 。 ， 被 分离 出的低浓 度风粉 流从 另一 低浓度 风粉 管 由高 浓 度喷 口周 围 的低浓 度 喷 口进 入炉 膛 ， 与高 浓度 火
２ ２ 德 国 ．
２ ２ １ Ｓ 燃 烧 器 ． ． Ｍ
焰 形成 浓淡燃 烧 。燃 用 优 质 煤 或高 负 荷 燃烧 时 ， 导
流板置 于高 负荷 位 置 ， 一次 风 粉 流 可不 经 分 离 器直 接进入 低浓 度喷 嘴进行 正 常燃烧 。这种 卧式 分离器 的作用 相 当于浓 缩器 。这种 燃烧 器具有 优 良的降低
ｌ 降 低 Ｎ 排 放 的现 状 Ｏ
目前 ， 低 燃 烧 过 程 中 的 Ｎ 排 放 有 两 类 方 降 Ｏ
法 ： 是 燃 烧 控 制 技 术 。采 用 各 种 措 施 抑 制 或 者 还 一
过程 ， 降低燃 烧强 度和 火焰 最 高 温度 来 降低 Ｎ 的 Ｏ
生成量 。当它 燃 用 烟 煤 时 ， 次 风 量 约 为 ２ ％ ， 一 ０ 内
为 Ｎ 原 区 ， 为 氧 化 区 。燃 料 在 Ａ 区 低 空 燃 比 Ｏ 还 Ｄ
燃料区， 其余 空气 从 燃烧 器 喷 口周边 一 定 距 离处 对
称布置 的 四 个 二 级 空气 喷 口以 直 流 的 形 式 送 入 炉
Hale Waihona Puke 膛 ， 二级燃 烧空 气 的作 用 类 似 于 炉膛 空 气 分 级燃 此
烧 的 Ｏ Ａ， Ｆ 当燃 烧 劣质 煤 和 无 烟煤 时 ， 的 Ｎ 排 它 Ｏ 放量 比一般 燃烧器 低 ２ ％ ～ ２ 。 ２ ３％
２ ２ ２ Ｄ 型 燃 烧 器 ． ． Ｓ ’
条件 下释 放 出挥 发 分 ， 生 大 量 的 Ｎ ； 下 游 Ｂ 产 Ｏ 在
区形 成烃 根生成 区 ； Ｃ区快 速 形 成 的烃 根 使 Ｎ 在 Ｏ
二次 风 量 约 为 ２ ％ ～２ ％ ， 余 空 气 为 外 二 次 风 ， ０ ５ 其 并 以较高 的旋流 强度 送 入 炉 膛 ， 方 面保 证 燃 料 燃 一
尽 ； 一 方 面 在 火 焰 周 围形 成 氧 化 性 气 氛 ： 防 止 结 另 对
原 炉 内 燃 烧 过 程 中 产 生 的 Ｎ ， 燃 烧 优 化 、 Ｏ 如 低 Ｎ 燃烧 器 、 Ｏ 空气分 级等 ； 二是 烟气 后处理 技术 。在
低 ３％ ～ ０ 。 ０ ５％ ２ ４ 中 国 ．
在 Ｄ Ｂ型 的基础 上 ， ａｃｃ Ｒ Ｂ ｂ ｏｋ公 司开发 了第 二 、 三代 产品 ： ＷＳ型和 Ｄ Ｓ型燃 烧器 。它充 分考 虑 了减 少 Ｎ 生成 及 可能 出现 的 问题 。结 构特 点 为 ： Ｏ 中心 风速减 缓 ， 保证 回流 区的稳 定 ； 大一 次风射 流 的周 增 界长度 和一 次风 粉 气 流 同高 温 烟气 的接 触 面 积 ， 提 高 了煤 粉 的着火 稳 定性 ； 一 次 风 道 内安 装 了旋 流 在
低着 火 区温度 ， 达到最 大 限度地抑 制 Ｎ 成 。 Ｏ 生
２ ４
２１ ０ ２血
殷 庆栋 等 ： 内外低 Ｎ 国 Ｏ 旋流 燃烧 器研 究进展
２ ３ 日本 ．
第 ３期
为 ３ Ｏ ～ ７ ℃ 的一 部 分 热 风相 混 合 后 作 为 一 次 １ ℃ ３１ 风 喷入炉 膛 ， 一次 风喷 口处装 有多层 盘式 稳焰 器 ； 在 二 次风通 过轴 向叶 片形成 旋转气 流进 入炉 内 。采 取
殷 庆 栋 魏 颖 莉 ， 刚 刘 文 献 ， 魏 ，
（． １ 河北 省 电力 研究 院 ， 河北 石家 庄
００２ ；． ５ ０ １ ２ 河北省 电力 公 司 ， 河北 石 家庄
００ ２ ） ５ ０ １
摘 要 ： 对 日益严 格 的 Ｎ 放 标 准 ， 国 内外典 型 的低 Ｎ 旋 流 燃 烧 器 的研 究进 展 做 了 总体 回顾 ， 详 细介 绍 了 针 Ｏ 排 对 Ｏ 并
２１ ０ ２年 ６月
电 力 科
技
与 环 保
第２ ８卷 第 ３期
国 内外 低 Ｎ 旋 流 燃 烧 器 研 究 进 展 Ｏ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｄ ｖ ｌｐ ｅ ｔｏ ｙ ｉ ａ ｏ Ｏ Ｓ ｒ ｒ ｅ ｓ ｓ ａ ｃ ｅ ｅｏ ｍ ｎ ｆｔｐ ｃ ｌｌ ｗ Ｎ ｗｉｌＢｕ ｎ ｒ
燃 烧 后 将 已 形 成 的 Ｎ 还 原 成 Ｎ ， 选 择 性 催 化 还 Ｏ ：如
渣和 高温腐 蚀 十分有 利 。运 行 实践 表 明 ， 用 Ｄ Ｂ 采 Ｒ
燃 烧 器 进 行 空 气 分 级 燃 烧 后 ， 喷 口 １ ２ ｌ 的 火 距 ． 处 ｎ
原 、 选择性 催化 还原 等 。在 各种 降 低 Ｎ 排 放 的 非 Ｏ
炉 排 放 的 。
２ 低 Ｎ 旋 流 燃 烧 器 介 绍 Ｏ
２ １ 北 美 地 区 ．
２ １ １ ＤＲＢ 燃 烧 器 ． ．
美 国 Ｂ Ｗ 公 司 研 制 了双 调 风 Ｄ Ｂ煤 粉 燃 烧 ＆ Ｒ
器 。一次风 管外 有 可调 的 内二 次 风 和 外二 次 风 管 ，
风管 中设有 轴 向可动 叶片 ， 用于 改变 内 、 二次风 的 外 比例 和旋 流强度 ， 以调 节一 、 二次 风 的混合 。双调 风 燃烧 器主要 通过 控 制煤 粉 与 空 气 的 混合 ， 迟 燃 烧 延
流通 过燃烧 器人 口弯 头时 ， 由于 离心力 的作 用 ， 分 被 为两 股 ， 头 内侧 为淡 风粉 气流 ， 弯 将其作 为 三次 风在
燃烧 器周 围另 开 的三次 风 口喷 入 炉膛 ； 头外 侧 为 弯 浓风 粉气 流 ， 入燃 烧 器 与从 二 次 风 箱 引入 的温 度 进
定燃烧 的基础上 ， 可能地 降低着 火氧 浓度 ， 当降 尽 适
ａｐｐｉａｔ ｔ ｕｓ ｆｌ ｌ ｃ ｉ ｓ ａｔ ｏ ｏｗ ｏｎ Ｎ０
、
ｂｕｒ ｎｅｒ Ｆａｃ ｏｒ ｏ ｏｗ ｓ． ｔ ｓ ｔ ｌ ＮＯ ｓ ｉｌｂｕ ｎｅｒ ｅ ａｌｏ ｓ ｗ ｒ ｒ ｓ ａｒ ｓ ｕｍ ｍ ａｒ ｅｄ． ｉ ｚ
、
Ｋ ｙ ｗｏ ｄ ： ｗ ｂ ｎ ｒ ｓ ｒ； ｄ ｐ ａ ｉｔ ｔ ｅ ｒ ｔ ｆｃ ａ —ａ ｒ ｅ ｒ ｓ ｌ Ｎ０ ｕｒ ｅ ； ｗｉ ａ ａ ｔ ｂｌｙ；ｈ ａ ｉ ｏ ｏ ｌ ｉ ｏ ｌ ｉ ｏ
先 进 的 低 ＮＯ 燃 烧 器 的技 术特 点和 应 用状 况 ， 结得 出 了低 ＮＯ 总 旋 流 燃 烧 器的 影 响 因素 。 关 键 词 ： ＮＯ 低 燃 烧 器 ； 流 ； 应性 ； 煤 比例 旋 适 风