黄椿朝李争起路跃王誉霏陈智超
哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨工业大学郑州研究院
现有燃用劣质煤锅炉无助燃最低稳燃负荷为50%,难以满足深度调峰需求。前人的研究主要聚焦于降低NOx排放,而非低负荷稳燃,试验条件大多设置为满负荷,缺乏对低负荷工况的研究。为解决燃用劣质煤锅炉深度调峰能力不足的问题,研发了一种新型低负荷稳燃技术。该技术保留了原有燃烧器的二次风结构,通过耦合中心给粉技术,引入旋流缝隙风,并结合对预混段和扩口的优化,可在最低30%负荷下仅依靠自身回流区实现稳燃。将该技术应用于一台350 MW劣质煤锅炉的LNASB燃烧器上,得到低负荷稳燃LNASB燃烧器。通过实验室气固两相试验,在30%锅炉负荷下,分析了缝隙风量对新型燃烧器气固流动的影响。试验结果表明:缝隙风可调控回流区形态和尺寸。缝隙风量为内二次风量的66%时,回流区为大环形,长度1.0d,直径0.48d,下边界距中心轴线0.075d (d为外二出口直径)。缝隙风量为44%时,为中心回流区,长度0.7d,直径0.60d。缝隙风为22%和0%时,回流区变为小环形,长度0.5d,直径分别为0.24d和0.32d。66%、44%、22%和0%缝隙风量时的总回流率分别为0.74、0.55、0.29和0.38,旋流数分别为0.872、0.934、0.784和0.512,气相/颗粒相的扩散角分别为37.8°/36.3°、38.4°/36.6°、35.1°/32.0°、36.0°/35.4°。在径向r=0~50 mm范围内,66%和44%缝隙风量的轴向速度低于22%和0%缝隙风的工况。22%缝隙风时切向速度的衰减更快。相同x/d下,无缝隙风时的径向速度大于有缝隙风时的工况,且负值范围更小。在x/d=0.1之后,66%和44%缝隙风时的湍流强度峰值高于其他两个工况。随着缝隙风量的减小,相同位置的湍流动能呈逐渐增大的趋势。相同位置下,0%缝隙风量时湍流动能耗散率低于有缝隙风存在时的工况。四种工况下的颗粒浓度沿径向呈“内浓外淡”分布。66%缝隙风量时,x/d=0.3~0.7范围内存在明显的颗粒回流,且回流的起点靠近燃烧器中心。44%缝隙风量时,x/d=0.5~0.7范围内存在中心区域的颗粒回流。0%缝隙风量时,峰值位置位于r/d=0.15附近,高浓度颗粒位于一次风边缘,明显的颗粒回流发生在x/d=0.1~0.3。22%缝隙风量时,颗粒没有明显的回流。
低负荷稳燃气固两相旋流燃烧器劣质煤深度调峰
0 引 言
1 锅炉及燃烧器
2 新型低负荷稳燃技术
3 气固两相试验
3.1 试验准则
3.2 试验系统
3.3 试验参数和分析方法
3.4 气固两相试验结果
3.4.1 回流区和速度边界
3.4.2 气固两相速度分布
3.4.3 湍流特性分析
3.4.4 颗粒体积流量分布
4 结 论
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会