低氮燃烧改造是燃煤电厂降低氮氧化物排放最主要的策略之一。 空气分级燃烧技术因其技 术成熟、成本低廉等优势在燃用烟煤的锅炉中得到广泛应用。 然而,随着煤/风比的进一步增加,NOx 降幅减小,未燃尽碳含量显著变大。 与燃用烟煤的锅炉相比,燃用低挥发分煤种锅炉的低氮改造工作 更加困难和复杂。 四角切圆贫煤锅炉的三次风会影响风煤混合、燃烧气氛和温度,这些都会对煤粉燃 烧过程和NOx 生成产生显著影响,若仅采用空气分级技术,并不能满足NOx 排放标准。 因此,在低氮 燃烧改造方案设计过程中,需寻求最佳的三次风布置方案以实现低氮高效燃烧。 将一台300MW四 角切圆贫煤燃烧锅炉作为研究对象,采取CFD数值模拟方法,考察了三次风布置方式对锅炉燃烧特 性的影响。 结果表明:当三次风布置在燃烧区下部时,下层一次风和三次风中的煤粉迅速着火燃烧, 温度攀升,火焰中心上移;NOx 还原区变长,此时炉膛出口NOx 浓度最低,为405mg/Nm3;三次风的下 移导致炉膛主燃区中上部氧量较少,煤粉不充分燃烧,燃尽率降低。 当三次风布置在主燃区中部时, 由于三次风风温较低,导致炉膛燃烧温度下降,一定程度上抑制了热力型NOx 的生成,炉膛出口NOx 排放量减少;三次风的喷入增加了主燃区过量空气系数,有利于煤粉的充分燃烧,燃尽率提高。 当三 次风布置在主燃区上部时,随着三次风位置的升高,三次风煤粉整体燃烧燃尽区域上移,折焰角附近 温度依次升高;三次风位置的上移增加了NOx 还原区的长度,三次风喷口位置越高,炉膛出口NOx 浓 度越低;三次风上移导致三次风煤粉在炉膛的停留时间变短,造成燃烧不充分,飞灰含碳量增加,燃尽 率降低。 此外,对改造后飞灰及大渣含碳量,炉膛出口烟温和NOx 浓度等参数进行现场测量,NOx 排 放浓度模拟值和测量值分别为445和448mg/Nm3,飞灰含碳量分别为1．92%和1．48%,数值模拟结 果与现场测量结果吻合较好。