典型旋流式燃烧器及应用

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

引言 燃煤发电机组在我国发电设备中占有很大的比例, 开展大机组调峰 技术的试验研究, 解决电网调峰能力不足的问题, 同时彻底解决机组频 繁启停及低负荷下的稳燃问题, 是当前最重要的技术课题。 1 旋流式燃烧器的特点与类型 煤粉稳定燃烧技术, 国内国外都在开发研究, 出现了多种煤粉燃烧 器及其稳燃技术研究成果。就其机理而言, 煤粉燃烧器可分为旋流式燃 烧器, 直流式燃烧器两大类。 旋流式燃烧器的特点是: a.旋转射流不但有轴向速度、径向速度、而 且还有切向速度, 产生了回流区。在回流区中, 轴向速度是反向的, 旋转 强度越大, 回流区也随之增大; b.切向速度衰减很快, 轴向速度衰减较慢, 但比直流射流衰减快得多, 因此, 在同样的初始动量下, 旋转射流射程 短; c.旋转射流的扩展角比直流射流大, 旋转强度越大, 扩展角也越大; d. 旋转射流中的一二次风混合很强烈, 但难以控制。 2 介绍几种典型的旋流燃烧器 2.1 径向浓淡旋流燃烧器技术 该项技术是由哈尔滨工业大学秦裕琨教授在风包粉煤粉燃烧原理 的基础上提出, 系在燃烧器一次风通道中加入百叶窗式煤粉浓缩器, 一次 风粉混合物分为浓淡两股, 浓煤粉气流靠近中心经浓一次风通道喷入炉 膛; 淡煤粉二次风也分成两部分, 一部分经过旋流二次风通道以旋流的形 式进入炉膛, 另一部分经过直流二次风通道以直流的形式进入炉膛, 形成 了由高温回流区向水冷壁依次布置浓、煤粉气流、旋风、直流二次风的风 包粉形式。从而, 在中心回流区边缘附近( 高温区域) 形成了较高的煤粉浓 度区域, 保证燃烧区域水冷壁附近形成相对较强的氧化性气氛。 2.2 轴向叶片式旋流燃烧技术 采用轴向叶片使二次风旋转, 一次风可不旋转, 有的在出口处装有 扩锥; 有些改进型设计还具有燃烧劣质煤和低负荷稳燃的能力。这种新 型燃烧器的结构特点是: 在一次风通道外壁内侧设置了复线型凸条, 可 起到弥散煤粉的作用; 将二次风的旋流蜗壳改成大风箱结构, 从而改善 二次风分配和使阻力不过大。工业试验及应用表明, 这种燃烧器解决了 低负荷或煤质较差工况下燃烧不稳的问题, 使锅炉具备了在 50%ECR 下断油调峰的能力。 2.3 HG- STW- Ⅰ型双通道外混式旋流稳燃器 哈尔滨锅炉厂设计生产的这种燃烧器, 中心风供燃油或燃煤需要的 风量, 同时具有冷却喷口的作用。一次风为直流。二次风分两股, 内二次 风利用轴向固定叶片使气流旋转, 同时带动一次风旋转; 外二次风为直 流, 以较高速度喷入炉膛, 其速度通过改变风道入口挡板开度的大小来 控制。长山、新华电厂( 410t/h 锅炉应用了该型燃烧器, 燃烧稳定, 最低不 投油负荷为 40%, 具有比过去的单( 双) 蜗壳式燃烧器性能好、燃烧较高 等特点。哈锅厂在此基础上又设计出 HG- STW- Ⅱ型燃烧器, 其性能可满 足 600MW 机组锅炉运行要求。 2.4 低 NOX 切向双调风旋流燃烧器 美国 Foster- Wheeler 公司生产的该型燃烧器已在许多的国家应用, 西班牙 1/3 燃煤炉即采用了这种技术。其优点是燃烧稳定, 燃烧效率高, NOX 产生量低; 缺点是调节机构较复杂, 有时调节不灵, 造成燃烧器内 积粉和烧喷口现象。我国邹县、沙角电厂应用了该型燃烧器。邹县电厂 2X600MW 机组锅炉燃烧器为前后墙对冲、3 层 4 列布置, 共 24 只燃烧 器, 层距 3355mm, 列间间隔 3905mm。改造后炉内燃烧良好, 燃烧器区均 有少量结焦, NOX 最大排放量 737mg/m3(设计为 614mg/m3), 最低不投油
稳燃负荷为 40%ECR。 2.5 低 NOX 双调风旋流燃烧器 该型燃烧器系加拿大 Babcock&Wilcox 公司应用 Babcock 旋流燃烧
器技术设计、生产。德国 Babcock 公司具有 125a 的电站锅炉设计、制造、 安装经验, 开发的旋流煤粉燃烧器分了 3 代, 第一代为简单旋流燃烧器, 其特点是一次为直流, 喷嘴出口处加装稳燃器。二次风装有旋流叶片, 叶 片使二次风气流做旋转运动并裹着一次风同时旋转。该燃烧器在氧量过 剩的情况下运行, 有早期混合好、燃烧温度高等特点, 但 NOX 排放量高, 超过 950mg/m3。第二代( WB 型) 为 20 世纪 80 年代研制的双调风低 NOX 旋流燃烧器, 二次风分为内、外二次风。内二次风为旋转射流, 一次风和 外二次风为直流。一次风约占总风量的 20%, 内二次风约占 20% ̄30%, 其余为二次风量。这种分级燃烧 方 式 有 效 地 降 低 了 NOX 排 放 , 约 为 650mg/m3, 但内二次风旋转动量小于第一代燃烧器, 回流区卷吸热烟气 能力有所减弱, 相应地减弱了着火燃烧, 外二次风与一次风的混合推迟, 燃烧受到控制, 火焰峰值温度降低。90 年代开发的第三代新型低 NOX 旋流燃烧器( DS 型) , 可用于前后墙对冲方式, 也可用于切圆燃烧方式, 煤种适应性强, 同时充分考虑了减少 NOX 的生成。
参考文献 [1]邓 广 发.几 种 典 型 燃 烧 器 在 江 苏 电 站 锅 炉 上 的 应 用[J]. 江 苏 电 力 技 术 , 2000( 1) . [2]陈一平, 彭敏, 熊蔚立.双通道煤粉燃烧器在湖南 300MW 机组锅炉上 的应用[J].中国电力, 1999( 11) .
作者简介:李斌( 1967 ̄) 男, 山东省人, 工程师, 毕业于黑龙江电力职 工大学热能动力工程专业, 现就职于黑龙江电力开发公司, 主要从事热 力工程管理工作。
科技论坛
民营科技 2008 年第 3 期
典型旋流式燃烧器及应用
李斌 ( 黑龙江省电力开发公司, 黑龙江 哈尔滨 150009)
摘 要: 旋流式燃烧器是通过产生具有轴向速度、径向速度和切向速度的旋转射流形式回流区, 借以提高燃烧效率, 达到稳燃效果。目前, 国内 外 开 发 、应 用 了 十 几 种 旋 流 式 燃 烧 器 , 其 中 典 型 的 旋 流 式 燃 烧 器 有 : 径 向 浓 淡 旋 流 燃 烧 器 、轴 向 叶 片 式 旋 流 燃 烧 器 、双 通 道 外 混 式 旋 流 燃 烧 器 、低 NOX 切向双调风旋流燃烧器、低 NOX 双调风旋流稳燃器等。
关键词: 旋流燃烧器; 稳燃; 调峰 Abstr act:Swirl Burner has generated through the axial velocity, tangential and radial velocity rotational speed of jet returning the form, in or- der to improve combustion efficiency and achieve stable combustion results. At present, domestic and international development and application of a dozen swirl burner, which typically swirl burner: RBC burner, axial vane swirl burners, dual- channel, mixed- spin flow burner, low NOX tangential dual- channel swirl burner, low NOX dual- channel swirl stable combustion vehicles. Key wor ds:Swirlburner; stable combustion; peak shaving
2.6 超低 NOX 煤粉燃烧器 CI- а·WR 燃烧器 这是由日本电力中央研究所和石川岛播磨重工业公司共同开发的 最新型煤粉燃烧器。此前, 曾开发了不增加灰中未燃分而将煤粉燃烧时 发生的 NOX 降低 30%以上, 可达 30%低负荷稳燃器的超低 NOX 燃烧器 ( CI- а·WR 燃烧器) 。为了进一步改进这种通过在燃烧器附近形成再循环 流来促进煤的热分解和早期形成还原火焰的超低 NOX 燃烧器的低负荷 稳燃性能, 新开发了具有煤粉浓缩功能的超低 NOX 大量程煤粉燃烧器 ( CI- а·WR 燃烧器) 。它是在燃烧器一次风管道内侧设置流线型环, 有效 地将旋转力较强的 CI- а燃烧器的一次风管道内的煤粉浓缩。浓缩效果 可通过改变燃烧器出口到环设置的距离来调整。这种新型燃烧器大大地 改善了低负荷时的燃烧稳定性和燃烧效率, 可同燃油锅炉一样地在 20% 负荷下稳定燃烧, NOX 浓度在 240PPM 以下。 结语 我国现有的旋流燃烧器类型很多, 哈尔滨、上海、东方、北京、武汉锅 炉制造厂都开发有自己特色的旋流式燃烧器, 同时还引进了 Babcock 公 司、Foster- Wheeler 公司的产品。总体上讲, 各类型的旋流式燃烧器都达 到了稳燃( 特别是低负荷稳燃) 、提高燃烧效率( 或锅炉效率) 和降低 NOX 排放量的效果。但是, 各种低负荷稳燃技术都有其优缺点, 也有其缺点或 局限性。因此, 各电厂都应根据本厂炉型、运行状况以及煤种、煤质情况 选择较为适合的改造方案, 尤其要注重在燃烧器改造过程中的技术改 进, 针对燃烧器运行中暴露的问题, 采取相应的改进措施。在注重其稳燃 效果同时, 更应注重燃烧器的寿命( 特别是磨损、变形) 问题。
MYK
相关文档
最新文档