大型超臨界、超超臨界鍋爐低NOx燃燒系統(tǒng)研究.pdf

1、煤炭是我國(guó)最主要的一次能源，這決定了我國(guó)電力工業(yè)以煤電為主的格局。然而煤的燃燒將導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，燃煤電站的污染物排放已成為我國(guó)目前最主要的大氣污染源。 高參數(shù)超臨界和超超臨界機(jī)組具有效率高、污染物排放少的特點(diǎn)，是我國(guó)發(fā)展?jié)崈裘喊l(fā)電技術(shù)的優(yōu)先選擇。本文主要圍繞600Mw超臨界和1000MW超超臨界機(jī)組的低NO<,x>燃燒系統(tǒng)開(kāi)展了一系列研究。 在煤粉鍋爐中，一次風(fēng)粉的均勻分配是防止?fàn)t內(nèi)結(jié)渣、高溫腐蝕，降低不完全燃燒

2、損失的需要，也是實(shí)現(xiàn)低NO<,x>燃燒的前提條件。在直吹式制粉系統(tǒng)中，主要通過(guò)煤粉分配器實(shí)現(xiàn)一次風(fēng)粉的均勻分配。本文采用試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對(duì)百萬(wàn)千瓦級(jí)超超臨界鍋爐配套的煤粉分配器進(jìn)行了詳細(xì)的研究，對(duì)比分析了分配器前彎管的安裝角度、入口直管長(zhǎng)度等因素對(duì)分配效果的影響，得出當(dāng)彎管與分配器成90度安裝，且豎直布置分配器時(shí)可以獲得比較理想的分配效果。 本文應(yīng)用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)研究了1000MW超超臨界鍋爐內(nèi)的流動(dòng)、燃燒和NO<

3、,x>的生成情況，并對(duì)不同工況下的飛灰含碳量進(jìn)行了對(duì)比分析。本文所研究的1000MW鍋爐采用單爐膛雙切圓的燃燒方式，并運(yùn)用低NO<,x>同軸燃燒技術(shù)(LNCFS)來(lái)降低NO<,x>的排放。數(shù)值模擬結(jié)果表明：?jiǎn)螤t膛雙切圓的燃燒方式既保留了單切圓燃燒的所有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還能獲得均勻的爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)和熱負(fù)荷分配，降低爐膛頂部區(qū)域的煙速和煙溫偏差；LNCFS系統(tǒng)采用爐內(nèi)徑向和軸向空氣分級(jí)相結(jié)合的燃燒技術(shù)，NO<,x>排放量可以降到300mg/Nm<

4、'3>(折算到6％氧量)以下；采用分離布置燃盡風(fēng)SOFA系統(tǒng)后，主燃區(qū)處在較強(qiáng)的還原性氣氛下，局部熱負(fù)荷偏高區(qū)域的水冷壁有可能發(fā)生高溫腐蝕；采用空氣分級(jí)技術(shù)時(shí)，對(duì)主燃區(qū)和SOFA風(fēng)區(qū)的風(fēng)量分配進(jìn)行合理優(yōu)化，可以在降低NO<,x>排放的同時(shí)提高煤粉燃盡率。 目前國(guó)產(chǎn)的600MW超臨界機(jī)組已在全國(guó)范圍內(nèi)大量投產(chǎn)運(yùn)行，這些機(jī)組采用了先進(jìn)的低NO<,x>旋流或直流燃燒技術(shù)，取得了節(jié)能減排的顯著效果。為了掌握超臨界機(jī)組低NO<,x>燃燒系

5、統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)和運(yùn)行特性，本文對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)役的兩臺(tái)600MW機(jī)組進(jìn)行了燃燒調(diào)整及性能試驗(yàn)，這兩臺(tái)機(jī)組分別采用了低NO<,x>軸向旋流燃燒(LNASB)和低NO<,x>同軸直流切向燃燒系統(tǒng)(LNCFS)。試驗(yàn)結(jié)果表明，這兩種燃燒系統(tǒng)都能實(shí)現(xiàn)提高低負(fù)荷穩(wěn)燃能力和燃燒效率，同時(shí)降低NO<,x>排放的目標(biāo)。通過(guò)試驗(yàn)還得出了鍋爐較佳的運(yùn)行控制參數(shù)，為指導(dǎo)鍋爐運(yùn)行提供了科學(xué)依據(jù)。文中還對(duì)其中一臺(tái)鍋爐的燃燒和NO<,x>生成情況進(jìn)行了數(shù)值模擬，模擬結(jié)果與燃