天然氣助燃的無(wú)煙煤煤粉旋流燃燒器的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)開(kāi)題報(bào)告模板-文庫(kù)吧
2025-04-25 09:36 本頁(yè)面
【正文】 風(fēng)管， DRB型燃燒器靠旋流造成回流區(qū)的穩(wěn)燃能力有限，故一般適合于中等質(zhì)量以上煙煤的燃燒。 Bamp。W公司的鍋爐多采用中速磨直吹式制粉系統(tǒng)，一次風(fēng)溫較低。 日本 石川島播磨 IHI－ FW 雙流旋流燃燒器 燃燒器采用 IHIFW 型雙調(diào)風(fēng)結(jié)構(gòu)，如圖 22，一次風(fēng)通過(guò)渦殼切向進(jìn)入燃燒器噴入爐膛，旋流方向與二次風(fēng)相同。該燃燒器結(jié)構(gòu)與特性具有以下特點(diǎn)： 圖 22 IHIFWDF 型旋流燃燒器 1－流場(chǎng)分配器； 2－二次空氣噴嘴； 3－二次空氣導(dǎo)葉； 4－外筒； 5－內(nèi)筒； 6－可動(dòng)內(nèi)筒； 7－三次空氣管； 8－煤粉入口管 （ 1） 內(nèi)套筒即為中心風(fēng)管套筒，具有中心風(fēng)管； （ 2） 一次風(fēng)旋流，擴(kuò)散角較大，煤粉容易造成貼壁； （ 3） 一次風(fēng)噴口過(guò)分后縮，使煤粉與二次風(fēng)提前混合，著火距離縮短； （ 4） 二次 風(fēng)流速偏高，比國(guó)內(nèi)同類型燃燒器二次風(fēng)速高 20%以上。在煤粉燃燒初期，燃燒火炬急劇膨脹，形成速度很高而擴(kuò)散程度較大的火焰，在噴口外周產(chǎn)生熾熱回流區(qū)，極易生成環(huán)形渣丘。因此，鍋爐燃燒器配置不合理，導(dǎo)致燃燒器區(qū)域局部熱負(fù)荷過(guò)高；燃燒器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)，使燃燒器擴(kuò)散角過(guò)大產(chǎn)生火焰貼壁，燃燒器區(qū)域嚴(yán)重結(jié)渣。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 徑向濃淡旋流燃燒器 近年來(lái)我國(guó)對(duì)以煤粉氣流的濃淡分離作為煤粉穩(wěn)燃和降低 NOx 排放的措施進(jìn)行了廣泛的研究工作。對(duì)旋流燃燒器采用徑向煤粉濃淡分離已有廣泛報(bào)道。徑向煤粉濃淡分離原理和旋流燃燒器的基本結(jié) 構(gòu)大體類同，有以下幾個(gè)特點(diǎn)： （ 1）燃燒器設(shè)有中心風(fēng)管，中心風(fēng)管端部（出口）為帶有擴(kuò)口的錐形結(jié)構(gòu)。 （ 2）一次風(fēng)管和中心風(fēng)管之間的環(huán)狀通道為一次風(fēng)粉流道。其中設(shè)有煤粉的濃淡分離器，將煤粉氣流分離成濃淡兩股，靠近中心風(fēng)管一股為濃煤粉氣流（煤粉顆粒也較粗）；另一股淡煤粉氣流（煤粉顆粒較細(xì)），包裹在濃煤粉氣流之外進(jìn)入爐內(nèi)。其設(shè)計(jì)意圖是使?jié)夂痛值拿悍垩杆龠M(jìn)入或接近中心回流區(qū)，盡快接受高溫?zé)煔獾募訜?，以利于煤粉穩(wěn)燃和完全燃燒。 （ 3）二次風(fēng)分內(nèi)外兩個(gè)流道，內(nèi)二次風(fēng)為旋轉(zhuǎn)氣流，外二次風(fēng)為直流。 圖 23 徑向濃淡旋流燃燒器結(jié)構(gòu)圖 1－濃淡分離器； 2－中心風(fēng)管； 3－直流二次風(fēng)管； 4－旋流二次風(fēng)管； 5－一次風(fēng)管 花瓣燃燒器 東南大學(xué)總結(jié)現(xiàn)有旋流燃燒器不能很好燃燒貧煤、無(wú)煙煤的原因，設(shè)計(jì)出了一種新型穩(wěn)燃裝置 —— 花瓣穩(wěn)燃 器（ Patel Flame Stabilizer，簡(jiǎn)稱 PFS），加裝花瓣穩(wěn)燃器的旋流燃燒器稱之為花瓣燃燒器（ Petal Swirl Burner，簡(jiǎn)稱 PSB）?；ò攴€(wěn)燃器結(jié)構(gòu)如圖 25所示。 圖 25 1－中心風(fēng)管； 2－花瓣穩(wěn)燃器 花瓣穩(wěn)燃器具有如下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）花瓣穩(wěn)燃器的周界長(zhǎng)，增加了一次風(fēng)粉氣流與高溫回流煙氣的接觸面積。 （ 2）花瓣穩(wěn)燃器除中心回流區(qū)外，在每個(gè)花瓣的后面都存在一個(gè)徑向和一對(duì)軸向回流區(qū)，這種特殊的流場(chǎng)，加速了一次風(fēng)粉氣流和高溫回流煙氣之間的混合。 （ 3）花瓣的特殊形狀和每片花瓣后徑向 回流區(qū)的存在，可促使一次風(fēng)粉氣流中一部分煤粉顆粒進(jìn)入高溫回流區(qū)，并可在回流區(qū)內(nèi)循環(huán)一定時(shí)間。煤粉顆粒在回流區(qū)內(nèi)燃燒，既可提高回流區(qū)中煙氣的溫度，又延長(zhǎng)了煤粉顆粒在爐內(nèi)的燃燒時(shí)間，使燃燒較完全。 （ 4）在中心回流區(qū)內(nèi)煤粉是在缺氧條件下進(jìn)行燃燒，有利于降低 NOx 的排放。 （ 5）花瓣穩(wěn)燃器本身為流線型，流動(dòng)阻力小，且氣粉流的磨損較輕，使用壽命長(zhǎng)。 天然氣與煤粉混燒的技術(shù) 20xx 年新奧燃?xì)饪毓捎邢薰窘\提出天然氣與煤粉混燒在工業(yè)鍋爐上的應(yīng)用，并作出了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)是在鏈條爐的基礎(chǔ)上，以煤粉、天然氣的懸浮燃燒方式 配合火床燃燒的節(jié)能改造技術(shù)，對(duì)一臺(tái) 20t /h 快裝鏈條爐進(jìn)行改造，如圖 24所示，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明： 圖 24 天然氣 /煤粉混合燃燒器結(jié)構(gòu) （ 1） 鍋爐啟動(dòng)時(shí)升溫速度提高，負(fù)荷調(diào)節(jié)的響應(yīng)時(shí)間大大縮短。 （ 2）鍋爐灰渣含碳量由原來(lái)的 20% 左右降低到 5%以下，機(jī)械不完全燃燒損失大大降低。 （ 3）過(guò)量空氣系數(shù)由改造前的 降低至 ，大幅減少了鍋爐排煙量，降低了鍋爐排煙熱損失。 （ 4） 鍋爐熱效率由改造前的 62% 提高至改造后的 77% 80%。 天然氣代替渣油助燃煤粉技 術(shù)可行性研究 20xx 年天津大學(xué)王偉慶等研究了煤粉旋風(fēng)爐中天然氣代替渣油的可行性，天然氣在煤粉爐中燃燒的安全性。他們對(duì)旋風(fēng)爐點(diǎn)火系統(tǒng)進(jìn)行了改造，配合爐膛結(jié)構(gòu)對(duì)天然氣在煤粉燃燒過(guò)程的作用進(jìn)行了試驗(yàn)與分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明經(jīng)改造后的鍋爐節(jié)約了大量燃料成本，并且證明了天然氣能保證煤粉的穩(wěn)定安全燃燒。 3 主要研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 主要研究?jī)?nèi)容 （ 1） 對(duì)福建無(wú)煙煤的燃燒特性進(jìn)行分析研究，并確定燃燒方案。本文主要針對(duì)福建無(wú)煙煤的特性進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。福建煤的主要特點(diǎn)是碳化程度高，揮發(fā)份極低；燃燒化學(xué)性差，熱傳導(dǎo)能力低，著火溫度高 ，難著火；發(fā)熱量高，灰熔點(diǎn)高；煤中細(xì)粉含量大；煤質(zhì)硬而脆，煤粒在燃燒過(guò)程中發(fā)生嚴(yán)重?zé)崞扑?，長(zhǎng)生大量片狀和 粉狀 細(xì)顆粒；燃燒性能差，燃燒時(shí)間長(zhǎng)。由此 特 點(diǎn)，本文決定以補(bǔ)入天然氣的方式變相增加福建無(wú)煙煤的揮發(fā)分含量，針對(duì)某種特定煤粉細(xì)度的無(wú)煙煤煤粉、蒸發(fā)量為 4t/h 的煙煤工業(yè)鍋爐進(jìn)行設(shè)計(jì)，配合旋流燃燒器保證煤粉高效穩(wěn)定燃燒，燃盡。 （ 2） 定量提出補(bǔ)入天然氣的量。本文將從物質(zhì)成分和能量傳遞兩個(gè)角度提出天然氣的配比方案，并根據(jù)實(shí)際要求作出方案的選擇： 從物質(zhì)成分角度計(jì)算。首先，選取比較容易燃燒的煙煤作為參照，然后，通過(guò)補(bǔ)充相 應(yīng)質(zhì)量的天然氣替代揮發(fā)分含量的方式，使
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