内外二次风比例对中心给粉旋流燃烧器燃烧特性的影响

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旋流煤粉燃烧器因为其众多优点而在电站锅炉中扮演着越来越重要的角色。中心给粉旋流燃烧器，作为高效低NOx燃烧器的一种，可以在燃烧中控制NOx的生成，已成功在多家电厂实现了应用。本文通过在装有该类燃烧器的0.5MW中心给粉旋流燃烧器热态试验台进行中试试验和对应工况设置的数值模拟，探究热态试验台燃烧时的复杂规律。
　　首先，利用一台采用中心给粉旋流燃烧器的热态试验台，在不同的内外二次风比例(RSA)下，通过烟气分析仪和热电偶对炉内不同位置的温度场和烟气组分浓度进行了测量，同时还对对炉内不同位置的焦炭燃尽率和元素(C、H、N）释放率进行了测量及分析，研究了内外二次风比例对煤粉燃烧过程及NO生成过程的影响，探讨了RSA对煤粉着火性能、炉膛火焰中心和NO排放特性的影响。RSA的增大使得二次风与一次风的混合提前，在燃烧初期有更大的局部化学当量比，有利于焦炭的燃尽和元素的释放。但RSA的变化并没有明显地影响中心给粉旋流燃烧器的着火点，火焰中心位置也没有发生明显移动。近燃烧器区域的截面上，RSA较小的工况，有更高浓度，更大范围的CO还原气氛区，NO形成减小。同时，整体的NO排放浓度随RSA的减小而下降，在测量区出口，RSA=2.33减小至RSA=0.25时，NO排放浓度由519.90mg/m3@6％O2降低至335.18mg/m3@6%O2，降低了35.5%。
　　然后，以热态试验台为研究对象，采用FLUENT软件，对不同RSA下的炉内扩散燃烧特性进行数值模拟研究，发现与试验结果有很好的一致性。
　　燃烧特性数值模拟研究结果表明，RSA的增大，一方面加快了一次风的衰减速度，使得煤粉提前着火，对煤粉颗粒的前期着火和燃烧有利，炉膛中心线附近的高温区，低氧区和高浓度CO区出现得越早，同时沿炉膛轴向方向，高温区和低氧区长度明显缩短，高浓度CO区域的半径增大，但沿轴线方向的长度缩短；另一方面，RSA的增大不利于抑制煤粉燃烧过程中NO的生成。随着RSA的增大，低NO浓度的区域缩短，炉膛出口NO量从791.4mg/m3增加到960.8mg/m3。

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作者
解以权;
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作者单位

哈尔滨工业大学;

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授予单位哈尔滨工业大学;
学科动力工程
授予学位硕士
导师姓名李争起;
年度 2014
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类锅炉及燃烧系统;
关键词
电站锅炉; 旋流煤粉燃烧器; 中心给粉; 内外二次风比例; 燃烧特性; 数值模拟;

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