開題報(bào)告-200mw電站鍋爐旋流煤粉燃燒器系統(tǒng)設(shè)計(jì)-wenkub.com
2025-01-18 16:29 本頁(yè)面
【正文】 n, . Sala, . Blanco, Investigation on the design and optimization of a low NOxCO emission burner both experimentally and through Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations, Energy Fuels 21 (2007)42–58.指導(dǎo)教師意見：該生通過前期文獻(xiàn)查閱與調(diào)研，對(duì)電站鍋爐旋流煤粉燃燒器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及應(yīng)用情況有了一定了解，對(duì)課題的設(shè)計(jì)步驟、方法和手段較為清楚，設(shè)計(jì)條件具備，同意開題。第1316周，畢業(yè)論文的撰寫、整理、完善。 工作進(jìn)度安排第12周，畢業(yè)實(shí)習(xí)，撰寫開題報(bào)告，提交約5000字文獻(xiàn)翻譯。也要考慮到一次風(fēng)與煤量的比率、溫度、未燃盡碳損失等因素的影響。設(shè)計(jì)旋流煤粉燃燒器系統(tǒng)。計(jì)算燃燒器噴口面積和阻力損失。燃燒器形式及布置方式應(yīng)根據(jù)煤質(zhì)選擇，燃煤的主要特性指標(biāo)變化范圍要嚴(yán)格控制在設(shè)計(jì)煤種(或校核煤種) 以內(nèi)，隨著燃燒成分的變化，燃燒器噴嘴角度、風(fēng)量及風(fēng)速的分配調(diào)整必須適宜，這樣，才能經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定地燃燒。 本課題的難點(diǎn)從鍋爐煤粉燃燒器自身著火條件看，旋流燃燒器出口射流外圈是二次風(fēng)，中心是煤粉空氣射流，在一次風(fēng)射流外邊界面上，卷吸的高溫?zé)煔馐紫葹槎物L(fēng)所吸收，待二次風(fēng)加熱到足夠高的溫度以后才能過渡到一次風(fēng)煤粉表面，而達(dá)到煤粉著火燃燒。 本課題的重點(diǎn)，確定煤種實(shí)際的發(fā)熱量、鍋爐的基本參數(shù)、理論空氣量和煙氣量，并最終確定爐膛燃料消耗量等。計(jì)算爐膛尺寸。鍋爐燃燒器的設(shè)計(jì)包括燃燒器形式選擇，布置方法與爐膛選型。隨著射流的擴(kuò)展以及氣流的燃燒膨脹, 相鄰的各股射流會(huì)產(chǎn)生卷吸現(xiàn)象, 切向燃燒爐膛就是以這種方式運(yùn)行的。燃燒器應(yīng)具有促進(jìn)局部的風(fēng)煤混合以保證燃料完全燃燒的功能。由此看出，對(duì)于燃燒器的設(shè)計(jì)對(duì)于鍋爐是至關(guān)重要的，對(duì)鍋爐的效率、鍋爐的環(huán)保性、鍋爐的壽命等影響是不可忽略的。此外, 還吸收了旋流燃燒器著火強(qiáng)烈、穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn), 克服了單組直流燃燒器卷吸高溫?zé)煔獠畹牟蛔?，發(fā)揮其功率大、設(shè)備布置緊湊、整體穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。北鍋?zhàn)砸M(jìn)美國(guó)Bamp。希望今后對(duì)于無(wú)煙煤燃燒器的設(shè)計(jì),能夠引起高度重視,避免類似問題發(fā)生。圖3 DNK XL 型單蝸殼旋流燃燒器簡(jiǎn)圖圖4 SWK XL 型雙蝸殼旋流燃燒器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖為了改善鍋爐的燃燒狀況,已將鍋爐燃燒器區(qū)域的衛(wèi)燃帶增加了40 m2 ,具體位置見圖5。在燃燒器噴口處，煤粉濃度和風(fēng)速分布是不均勻的，這種分布不均現(xiàn)象對(duì)風(fēng)粉混合、著火和燃燒都有一定影響。根據(jù)旋流器的結(jié)構(gòu)不同，旋流式燃燒器主要分蝸殼型、可動(dòng)葉輪型等類。由于每個(gè)旋流器均可以形成高溫回流區(qū)并點(diǎn)燃煤粉氣流，因此每個(gè)燃燒器的火焰具有相對(duì)的獨(dú)立性。所以，對(duì)于燃燒器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求是很高的，它要適配整個(gè)鍋爐系統(tǒng)。而且, 氣流在爐膛中心強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn),合理地配風(fēng), 使煤粉與空氣混合充分。從燃燒器實(shí)際情況看, 采用四角布置切圓燃燒, 系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)適用。實(shí)踐證明, 三次風(fēng)口布置不當(dāng),會(huì)影響煤粉氣流的著火和燃燒, 使過熱器、再熱器金屬超溫發(fā)生爆管等事故, 所以一般將三次風(fēng)口布置在燃燒器上方,與一、二次風(fēng)口保持一定距離且有一定的下傾角。分級(jí)配風(fēng)是把燃燒所需的二次風(fēng)分級(jí)、分階段送入燃燒的煤粉氣流中, 通常將一次風(fēng)口比較集中地布置在一起,而二次風(fēng)口分層布置,且一、二次風(fēng)口間保持較大的距離,以此來控制一、二次風(fēng)射流在爐內(nèi)混合點(diǎn)。目前投運(yùn)的大中容量鍋爐, 主要有2 種形式: 均等配風(fēng)式和分級(jí)配風(fēng)式。我國(guó)大多數(shù)直流燃燒器是由一組圓形、矩形或多邊形的噴口所構(gòu)成,煤粉和空氣分別由不同噴口噴進(jìn)爐膛。我國(guó)對(duì)于旋流燃燒器通常作前墻或前、后對(duì)沖(交錯(cuò)) 布置，單個(gè)功率小但使用數(shù)量多，以保證火焰充滿程度。又因旋流式燃燒器出口的二次風(fēng)與一次風(fēng)混合較早，使著火所需熱量增大對(duì)著火不利； 早期混合強(qiáng)烈，后期混合較弱；射程短，具有粗而短的火焰，發(fā)生較大旋轉(zhuǎn)阻力，影響電廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。封閉氣流不可能產(chǎn)生內(nèi)回流區(qū)，不利于煤粉穩(wěn)定燃燒，其流動(dòng)特性接近于直流射流，其氣流速度衰減又快，設(shè)計(jì)上很難采用。因噴口旋轉(zhuǎn)出來的射流除具有軸向速度外，還存在切向速度, 使射流的中心部分產(chǎn)生一個(gè)低壓區(qū)，造成徑向和軸向壓力梯度。文章分析了直流和旋流燃燒器的適用條件及優(yōu)、缺點(diǎn)， 并展現(xiàn)了燃燒器的應(yīng)用狀況。新型旋流式燃燒器出口形成局部煤粉高濃度區(qū)，是獲得良好燃燒的基礎(chǔ)，可以實(shí)現(xiàn)低負(fù)荷穩(wěn)燃和低NOx排放。傳統(tǒng)旋流燃燒、二次風(fēng)通常采用強(qiáng)旋流、二次風(fēng)過早與一次風(fēng)混臺(tái)，不能在著火區(qū)形成局部高濃度區(qū)，這有悖于濃談燃燒原理和分級(jí)燃燒原理，不利于低NOx燃燒。 發(fā)展趨勢(shì)電站鍋爐要求低負(fù)荷性能十分優(yōu)良。該燃燒器在氧量過剩的情況下運(yùn)行,有早期混合好、燃燒溫度高等特點(diǎn),但NOX 排放量高,一般NOX 排放量超過950 mg/m3 。開發(fā)的旋流式煤粉燃燒器分3 代。二次風(fēng)分兩股,內(nèi)二次風(fēng)利用軸向固定葉片使氣流旋轉(zhuǎn)同時(shí)帶動(dòng)一次風(fēng)旋轉(zhuǎn)。我國(guó)電站中應(yīng)用旋流式燃燒器的鍋爐約占總?cè)萘康?0％。我國(guó)的燃煤鍋爐大部分采用直流燃燒器，應(yīng)用旋流燃燒器的鍋爐只占總?cè)萘康?0％左右。目前的煤粉燃燒器主要分為直流燃燒器和旋流燃燒器兩大類，兩者分別是國(guó)外兩大電站鍋爐制造廠商前C—E與B
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