双置浓淡分离煤粉燃烧技术介绍

双置浓淡分离煤粉燃烧技术介绍

双置浓淡分离煤粉燃烧技术介绍

双置浓淡分离煤粉燃烧技术介绍

1.1双置浓淡分离煤粉燃烧技术介绍

1.1.1煤粉燃烧的理论和实践都证明，煤粉浓度是实现煤粉火焰稳定燃烧的主要因素。因为高煤粉浓度会带来高的挥发物浓度，在相同条件下，越容易达到挥发物与空气的恰当化合比，其所需着火热就越小，因此煤粉浓度越高的含粉气流越容易着火。

1.1.2近几年国内相继出现各种型式浓淡类燃烧器，其主要着眼点均在于提高煤粉浓度，但提高浓度的方法一般是在一次风煤粉气流进入燃烧器前采用气固分离装置或弯管离心分离方式，也就是采用机械的方法通过离心分离方式把煤粉气流分成浓、淡两股，形成浓淡偏差燃烧。但这种方法提高煤粉浓度的能力是有限的，一般只有0.7-0.8Kg粉/Kg气（这里所说的煤粉浓度通常指的是输送浓度的概念）。

1.1.3我公司研制的双置浓淡分离直流煤粉燃烧器，利用了当煤粉气流变速情况下其空间浓度不等于输送浓度的原理，采用机械离心分离与气动分离相结合的两级浓缩方式，大大的提高了浓缩效果。简单的计算可以说明：如果煤粉颗粒以20m/s的速度射入回流区只需经过200-300mm的行程，其速度就可降至5m/s以下，相当于空间浓度增大了四倍以上。可见其增浓效果远大于一般机械离心分离方式浓淡分离所能达到的程度。

1.1.4近几年的应用实践证明：浓淡分离燃烧技术无论对改善煤粉的着火条件、降低NOx排放、提高煤粉燃烧的稳定性都是有利的。但是，我们要指出的是，虽然浓淡分离燃烧技术对稳燃与降低NOx有利，但将一次风在进燃烧器之前就分离成浓淡不同的两股气流进行燃烧，这与合理组织燃烧过程的原则相矛盾，因而可能引发其它一些问题，可归纳为如下几点：

1）、煤粉浓缩与其后期混合之间的矛盾,也就是说目前的浓淡燃烧器是以效率下降为代价达到低负荷稳燃目的的。

2）、大型锅炉浓侧水冷壁管的高温腐蚀问题。

3）、浓侧还原性气氛所引发的炉膛结焦问题。

1.1.5有些浓淡燃烧器采用了煤粉浓度的人为控制，在全负荷时用常规浓度，在低负荷运行采用浓淡燃烧。这样可大大减小结焦及高温腐蚀的可能性。但这样做只是解决了锅炉的调峰问题,而不能实现低NOx排放运行。

1.1.6双置浓淡分离煤粉燃烧技术是在煤粉进入燃烧器后,使部分煤粉气流在其着火区域实现煤粉的局部高效浓缩，,这种局部浓淡分离会随着一次风流动的发展，借湍流扩散作用，浓缩了的煤粉与一次风中的空气自动混合。这样既有利于稳燃及降低NOx排放，又不会产生后期混合难的问题。

双置浓淡分离煤粉燃烧技术机理介绍

1.2双置浓淡分离煤粉燃烧技术机理介绍

1.2.1该燃烧器的稳燃原理如1图所示：一次风煤粉气流先进入机械浓淡分离装置，经离心分离变成上下对称的各浓淡两股气流后进入动力分离室，其中两股淡煤粉气流紧贴动力分离室上下壁面射出，这样可保持足够的速度和动量，即可保护喷口不被烧坏、又作为产生回流区的动力。

1.2.2浓煤粉气流则携带大部分煤粉颗粒进入动力分离室的回流区。浓煤粉气流只占总的煤粉气流的一小部分，因而其动量也相对小的多，浓煤粉气流中的气体向淡股气流偏转而被带走，煤粉颗粒因为惯性较大而按原方向运动、进入回流区边界。这里恰好是零速度附

近的低速区，煤粉颗粒在此受到阻滞而减速增浓，这就是动力分离浓缩。

1.2.3动力浓缩是靠煤粉颗粒与回流区气体间的高速滑移实现的，煤粉颗粒被阻滞而减速增浓的过程亦是煤粉颗粒被迅速加热温升的过程，也是大量挥发物伴随析出的过程（煤粉挥发物析出特点是快速加热时大部分转化为挥发份，而慢速加热时则得到很少，我们平常所说挥发份实际是在一定规范下的相对值）。

1.2.4同时回流区位置的优化设置，保证了回流区对炉膛高温烟气的卷吸和吸收向火侧来流高温烟气，于是就在回流区边界附近形成稳定的着火区域。因此双置浓淡分离煤粉燃烧器具有极强的低负荷稳燃能力。

1.2.5该燃烧器对一次风的多次分离和浓缩必然带来分级补气的效果，对改善碳的燃烬是十分有效的措施，从而可以降低飞灰含碳量，提高锅炉效率。在喷口附近由于提前着火，煤中挥发物迅速大量析出并着火燃烧，使这一区域温度不断升高，但在此区域内空气燃料比（A/C）却很低，大部分挥发份在贫氧气氛下燃烧，因此NOx生成水平很低。

1.2.6随后淡股气流进入燃烧区，提供了充足的氧，除进一步使挥发物燃烧完全外，并使炭粒开始燃烧，因二次风尚未投入，相对于燃料燃烧而言，过剩空气系数很低，而温度却迅速升高，所以形成的是还原火焰，使部分NOx还原，从而使得NOx的增加得到抑止。 1.2.7再往后大量的二次风的加入不仅保证了炭粒燃烬的需要，而且燃烬过程在过氧和相对低温的条件下进行，十分有利于降低NOx的排放。

1.2.8总之，新型燃烧器从煤粉气流着火的机理出发，引入对煤粉迅速加热可使煤粉挥发物析出量大、速率快的概念，利用了向火侧着火条件好的切圆燃烧特点，使煤粉气流中相对较粗的煤粉提前着火燃烧，因而具有极强的低负荷稳燃性能和降低飞灰可燃物含量提高锅炉效率的功能。