開題報(bào)告-200mw電站鍋爐旋流煤粉燃燒器系統(tǒng)設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-03-10 16:29本頁面
【正文】 聚變能、太陽能等新能源利用技術(shù)成熟以前，煤、石油、天然氣等化石燃料仍然是人類賴以生存的主要能源．對(duì)我國(guó)來說，煤在我國(guó)的能源總消費(fèi)中占有70％ 以上的份額，而且在相當(dāng)長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)期內(nèi)以煤為主的能源結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生改變。當(dāng)今, 應(yīng)用最廣的燃燒方法還當(dāng)屬煤粉燃燒技術(shù)。因?yàn)樗m用于大容童、高效率和低污染排放鍋?zhàn)o(hù), 世界上大多數(shù)電站鍋爐都采用此種燃燒方法。在我國(guó)火力發(fā)電廠中，煤粉爐得到了廣泛應(yīng)用。煤粉燃燒器是鍋爐燃燒設(shè)備的關(guān)鍵部件，其主要作用是向爐膛內(nèi)輸送燃料和空氣，并組織合理的混合與燃燒．燃燒器的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)是使煤粉氣流能夠穩(wěn)定著火、燃盡，并防止結(jié)焦。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Bamp。旋流燃燒器采用前墻布置或前后墻對(duì)沖布置，即墻式布置；直流燃燒器采用四角布置方式，即燃燒器布置于爐膛的四個(gè)角上，形成切圓燃燒。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。國(guó)內(nèi)擁有了多種自主創(chuàng)新的直流燃燒器。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％。圖1 HG STW I 型雙通道外混式旋流燃燒器結(jié)構(gòu)圖工作特點(diǎn)：中心風(fēng)供燃油或燃煤需要的風(fēng)量,還有冷卻噴口作用。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)。外二次風(fēng)速度的調(diào)節(jié)通過改變風(fēng)道入口擋板開度的大小來實(shí)現(xiàn)。開發(fā)的旋流式煤粉燃燒器分3 代。它的特點(diǎn)是一次風(fēng)為直流,噴嘴出口處加裝穩(wěn)燃器。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 。國(guó)外，如B＆w 公司和德國(guó)、日本、前蘇聯(lián)等國(guó)在許多大容量機(jī)組上采用旋流式燃燒器，燃用煤種廣泛與直流式燃燒器相比，旋流式燃燒器具有易布置、爐膛內(nèi)熱負(fù)荷均勻、爐膛出口煙溫和煙速發(fā)布較均勻，過熱蒸汽溫度偏差小的優(yōu)點(diǎn)，并能降低過熱器與再熱器的金屬最高點(diǎn)溫度、減少了局部結(jié)渣的可能性。 發(fā)展趨勢(shì)電站鍋爐要求低負(fù)荷性能十分優(yōu)良。許多發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)NOx排放提出了更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。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。雙通道旋流燃燒器是目前廣為采用的一種新型旋流燃燒器，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是將旋流二次風(fēng)通道分解成兩個(gè)通道，通過分級(jí)迭風(fēng)實(shí)現(xiàn)分級(jí)燃燒以降低NOx。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。這在國(guó)外已相對(duì)領(lǐng)先發(fā)展。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。對(duì)于煤粉燃燒器來說，要做到組織煤粉氣流連續(xù)穩(wěn)定地著火，強(qiáng)烈燃燒和充分燃燼， 必須根據(jù)燃料的特性，選擇合理的類型及布置形式。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。由于和周圍介質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)烈的紊流交換，使旋流射流的向外擴(kuò)展角一般比直流射流大，并隨著旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度的增大而增大，但旋轉(zhuǎn)射流中軸向速度的衰減比切向速度稍慢，比直流射流快，在同樣的出口截面積和初速度下，旋轉(zhuǎn)射流的射程要比直流短。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。這種飛邊狀態(tài)會(huì)使火焰貼墻，造成爐墻或水冷壁結(jié)渣損壞。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。目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的旋流煤粉燃燒器有蝸殼式和軸向可動(dòng)葉片式，其旋流強(qiáng)度都是通過二次風(fēng)蝸殼中的擋板來調(diào)節(jié)的。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。直流燃燒器可彌補(bǔ)旋流燃燒器的諸多不足。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。這些射流在爐膛中的作用情況基本上決定了燃燒的著火條件和燃燒強(qiáng)度。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。均等配風(fēng)式采用一、二次風(fēng)口相間布置,即在2 個(gè)一次風(fēng)口之間均等布置1 個(gè)或2 個(gè)二次風(fēng)口, 這樣有利于一、二次風(fēng)較早地混合,使一次風(fēng)煤粉氣流在著火后就能獲得足夠的空氣。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)。這種燒器適用于無煙煤、貧煤和劣質(zhì)煙煤等。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。所以,首先著火的是氣流周界上的煤粉,然后逐漸點(diǎn)燃?xì)饬髦行牡拿悍? 自身的卷吸高溫?zé)煔夥€(wěn)燃能力弱。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?？梢? 直流燃燒器相互配合能直接改善爐膛中溫度較高煙氣的混入、加熱、引燃。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。由于一、二次風(fēng)射流阻力小、穿透能力大、爐膛內(nèi)形成整體空氣動(dòng)力場(chǎng)好, 并且
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