浓淡型煤粉燃烧器

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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

21 百叶窗式水平浓淡煤粉燃烧器

109百叶窗式水平浓淡煤粉燃烧器在燃贫煤300MW 机组的应用研究王纪宏（河南安阳电厂）摘要：为适应市场经济下的运行模式，针对发电企业改革中的深度调峰、超低NOx 排放问题，本文从百叶窗式水平浓淡煤粉燃烧器的结构分析了其稳燃性、NOx 低排放的机理，并通过安阳电厂#9、#10炉燃烧器的改造情况和试验结果分析，NOx 低排放量、稳燃性达到了国际领先水平，为企业创造了可观的经济效益和社会效益。

文章还提出了对洁净燃烧和节能的一些新观点和建设性建议。

关键词：300MW 机组；百叶窗式水平浓淡煤粉燃烧器；改造；试验；Nox ；稳燃性1 前言安阳电厂#9、#10炉（DG1025/18.2-II4）为亚临界一次中间再热自然循环汽包炉，平衡通风，固态排渣，中储式结构，分别于1998年3、9月投产，运行基本稳定。

为了适应电力市场频繁调峰、保证锅炉洁净燃烧，分别在2000、2001年机组大修中，将五层一次风全部改造为百叶窗式水平浓淡煤粉燃烧器。

设计燃煤特性见附表。

2 燃烧器概述2.1 结构特点水平浓淡煤粉燃烧器分浓缩器和喷口两部分（如图1）。

图1 水平浓淡煤粉燃烧器横截面图浓缩器由五块有一定倾角的耐磨陶瓷板组成，又称百叶窗浓缩器。

燃烧器喷口由三部分组成：从向火侧到背火侧依次为浓相喷口、淡相喷口和侧二次风喷口，三者均属于狭长形喷口。

浓相喷口由波形船体和四块稳燃齿组成，淡相喷口和侧二次风喷口中间均有横隔板。

浓相与淡相喷口之间有8度的偏离角。

浓缩器和喷口之间为文丘里式气流加速管。

同时整个喷口与风室之间上下各有14mm、左右各有9mm间隙，以形成周界风。

2.2 降低NOx含量机理燃煤燃烧过程中，所产生的氮氧化物NOx有两种：燃料型NOx和温度型NOx。

燃料型NOx：这是燃料氮在燃烧过程中氧化生成的。

生成温度一般在600~800℃，正常燃烧情况下，燃料型NOx的生成量约占80~85%，最高可达90%。

研究表明：当过量空气系数α≤0.7时，没有燃料型NOx产生。

浓淡燃烧器与着火稳燃及低NOx排放

浓淡燃烧器的低NOx排放及着火稳燃国内外大量的研究表明, 浓淡燃烧不但可以降低NOx排放量,而且在保证较高的燃烧效率的前提下,还可以提高一次风粉着火和燃烧稳定性。

国外较早地运用了浓淡煤粉燃烧技术，如FW公司的旋风分离式燃烧器、ABB/CE公司的WR型燃烧器以及三菱公司的PM燃烧器，前者应用于W型火焰锅炉，后者采用于四角布置切向燃烧锅炉，沿燃烧器垂直方向组织浓淡煤粉气流。

在国内多家各大院校及科研单位和制造厂家先后开发了多种适合国情的浓淡燃烧器，如水平浓淡燃烧器，钝体燃烧器，富集型燃烧器等，多数浓淡燃烧器应用思想是相同的，只是实现的手段不同罢了。

一、N Ox的生成煤燃烧过程中产生的氮氧化物主要是一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），这二者统称为NOx，此外还有少量的氧化二氮（N2O）产生。

在目前的燃烧方式和燃烧温度下，煤燃烧生成的氮氧化物中，NO占90%以上，NO2占5-10%，而N2O占1%左右，因此NOx的排放主要由NO决定。

燃烧生成的NO途径有三个：（1）热力型NO（Thermal NO）。

由空气中的氮气在高温下氧化生成，它强烈地依赖火焰温度和氧气浓度，当温度低于1350℃时，几乎没有热力型NO的生成，只有当温度超过1600℃且富氧燃烧时，热力型NOx才可能占到20-30%。

（2）快速型NO（Prompt NO）。

它是燃烧时空气中的氮气和燃料中的碳氢离子团如CH等反应生成，它受温度的影响较小，常在富燃料的碳氢火焰中生成，对于煤燃烧设备，快速型NO只占到NOx生成量的5%以下。

（3）燃料型NO（Fuel NO）。

由燃料中的氮化合物热解后又接着氧化而生成，煤燃烧过程由挥发分燃烧和焦碳燃烧两个阶段组成，氮化合物中的氮在这两个阶段中析出比例随燃烧条件的不同而变化。

当煤的挥发分增大，热解温度和加热速度提高时，煤中的母氮在挥发分燃烧阶段释放出的比例增加。

在这一阶段，母氮以HCN和NH3形式释放后，氧化成NO，生成的NO在缺氧的环境中会还原出N2；挥发分析出后残留在焦碳中的母氮也会在焦炭燃烧阶段通过异相反应生成NO，同时焦炭表面炭的还原作用还会将部分NO变成N2。

浓淡直流燃烧器结构

浓淡直流燃烧器结构
浓淡直流燃烧器是一种特殊的燃烧器，其主要结构包括喷嘴和喷嘴体两部分。

这种燃烧器利用弯头的惯性分离作用，将煤粉和空气流分为浓相和淡相两股气流。

在弯头出口的直管道内，通常装有具有浓、淡煤粉分离功能的搪瓷挡板，以实现浓淡相两股气流的分离。

此外，浓淡直流燃烧器的设计还包括在燃烧器喷口内设置波形钝体等巧妙设计。

这种设计有利于煤粉与空气流的充分混合，并在燃烧器出口形成一个有助于稳定燃烧的回流区，从而提高火焰的稳定负荷范围，满足燃用劣质煤的要求。

此外，根据特定需求，浓淡直流燃烧器还可以配备水平浓淡式燃烧器或双通道自稳式燃烧器等特殊结构。

这些结构在国内也有不少成功应用案例。

需要注意的是，以上信息仅供参考，具体的浓淡直流燃烧器结构可能会因制造商、型号和应用场景的不同而有所差异。

在实际应用中，建议参考相关制造商提供的技术文档和操作手册以获取准确的信息。

水平浓淡煤粉燃烧器内气固两相流的数值模拟

水平浓淡煤粉燃烧器内气固两相流的数值模拟在燃烧工程领域，水平浓淡煤粉燃烧器内气固两相流的数值模拟一直是一个备受关注的研究课题。

煤粉燃烧作为一种重要的能源利用方式，其优化设计和运行参数对于提高燃烧效率、减少污染排放具有重要意义。

水平浓淡煤粉燃烧器内气固两相流的数值模拟可以通过计算机模拟对流场、燃烧特性和热力学参数进行分析和预测，为煤粉燃烧工程的设计和优化提供理论依据和技术支持。

1. 水平浓淡煤粉燃烧器内气固两相流的数值模拟概述水平浓淡煤粉燃烧器是煤粉燃烧系统中的重要部件，其内部气固两相流动态特性对于燃烧效率和环境排放具有重要影响。

数值模拟是一种有效的研究方法，通过建立数学模型和求解数学方程来描述和预测水平浓淡煤粉燃烧器内的气固两相流动特性，从而为燃烧器的设计和优化提供科学依据。

2. 水平浓淡煤粉燃烧器内气相流动的数值模拟在水平浓淡煤粉燃烧器内，气体流动是影响燃烧效率和稳定性的重要因素。

数值模拟可以通过求解雷诺平均湍流模型（RANS）方程和离散相模型（DPM）方程来描述气相流动的特性，包括速度场、压力场和湍流特性等，从而揭示燃烧器内部气相流动的规律和规律。

3. 水平浓淡煤粉燃烧器内固相流动的数值模拟除了气相流动外，煤粉燃烧器内的固相流动也是十分复杂的，研究固相流动对优化燃烧过程至关重要。

数值模拟可以通过求解颗粒流体动力学（PFD）方程来描述固相颗粒的运动和燃烧过程，其中包括颗粒的输运、碰撞和燃烧过程，为燃烧器内固相流动的规律和规律提供重要信息。

4. 水平浓淡煤粉燃烧器内气固两相流的耦合数值模拟气固两相流动是水平浓淡煤粉燃烧器内最为复杂的部分，气相流动和固相流动之间存在多种相互作用和耦合关系。

数值模拟可以通过耦合求解气相流动和固相流动的方程来综合分析气固两相流动的特性，包括颗粒的输运、燃烧和热力学参数的耦合关系，为水平浓淡煤粉燃烧器内气固两相流的整体特性提供全面的理论支持。

5. 水平浓淡煤粉燃烧器内气固两相流的数值模拟在煤粉燃烧工程中的应用水平浓淡煤粉燃烧器内气固两相流的数值模拟在煤粉燃烧工程中具有重要的应用价值，可以为燃烧器的设计和运行参数优化提供重要的理论和技术支持。

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%。