| 單只水平濃縮生物質(zhì)燃燒機(jī)在燃燒試驗(yàn)臺(tái)上的試驗(yàn)研 |
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鄭州達(dá)冠節(jié)能環(huán)保設(shè)備有限公司
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單只水平濃縮生物質(zhì)燃燒機(jī)在燃燒試驗(yàn)臺(tái)上的試驗(yàn)研 一、引言 電力工業(yè)對(duì)煤燃燒的要求是高效、穩(wěn)燃、防結(jié)渣和低污染。由于這四個(gè)方面的要求往往相互矛盾，因此現(xiàn)有技術(shù)不能同時(shí)滿足這四方面的要求。 水平濃縮煤粉燃燒可以同時(shí)滿足上述要求。其構(gòu)思如下：通過(guò)安裝于一次風(fēng)煤粉管道上的高濃縮比的煤粉濃縮器使一次風(fēng)煤粉氣流分成濃淡兩股，其中一股為高濃度煤粉氣流，含一次風(fēng)煤粉氣流中的煤粉的大部分，另一股為淡煤粉氣流，其濃度很低。這兩股氣流在水平方向上以一定的夾角Q(Q≥0)噴入爐膛內(nèi)，如圖l所示[1】。濃煤粉氣流在向火側(cè)噴入爐膛；淡煤粉氣流在背火側(cè)（濃煤粉氣流與水冷壁之間）噴入爐膛。濃淡氣流各自遠(yuǎn)離燃料燃燒的化學(xué)當(dāng)量比，從而可以抑制NO。的形成；兩股氣流的總過(guò)量空氣系數(shù)接近常規(guī)燃燒器設(shè)計(jì)中的取值（桕當(dāng)于揮發(fā)份燃燒的化學(xué)當(dāng)量比），而且在著火后淡煤粉氣流及時(shí)混入，從而保證高燃燒效率；向火側(cè)濃煤粉氣流中的煤粉濃度高，可以保證煤粉的及時(shí)著火和穩(wěn)燃；背火側(cè)的淡煤粉氣流在爐膛水冷壁附近形成比普通燃燒器更強(qiáng)的氧化性氣氛，提高了灰的熔化溫度，可以防止結(jié)渣。 二、試驗(yàn)裝置 為了使在煤粉燃燒試驗(yàn)臺(tái)上的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)水平濃縮生物質(zhì)燃燒機(jī)在工業(yè)規(guī)模上的應(yīng)用有切實(shí)的指導(dǎo)意義，燃燒試驗(yàn)臺(tái)（圖2，在圖2中，1．煤粉倉(cāng)，2．振打器，3．給粉機(jī)，本文得到國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)的資助。 三、試驗(yàn)結(jié)果及討論 試驗(yàn)中采用雞西煙煤與芙蓉煤的混煤，其煤質(zhì)分析結(jié)果如下： Va,=25.91%, Ma,=1.06VO, Aar=20.43%, Qnet,ar=26230 kj/kg 試驗(yàn)中對(duì)水平濃縮生物質(zhì)燃燒機(jī)的濃縮比和一次風(fēng)速對(duì)燃燒牲能的影響進(jìn)行了研究。濃縮比R。定義為濃淡兩股一次風(fēng)之間的煤粉濃度比，試驗(yàn)中的設(shè)定值為R。-1:1，3:1，5:1。其中R。-1:1的工況相當(dāng)于沒(méi)有濃縮的雙噴口普通燃燒器，試驗(yàn)中，由于給粉量及一次風(fēng)量的偏差所致，實(shí)際的濃縮比為R。-1.3:1，3.6:1，5.2:1。 一次風(fēng)速Wl在試驗(yàn)中的設(shè)定值為Wi=25，30，20 m／s。由于采用冷風(fēng)送粉，因此燃燒器噴口參數(shù)的模擬遵守這樣一個(gè)原則，即保證燃燒器噴口的一次風(fēng)率不變，燃燒器噴口截面按常規(guī)一次風(fēng)溫下的一次風(fēng)體積和設(shè)定的一次風(fēng)速設(shè)計(jì)，試驗(yàn)時(shí)不保證一次風(fēng)出口實(shí)際速度等于設(shè)定值。由于這一原因，試驗(yàn)時(shí)對(duì)應(yīng)于上述設(shè)定的速度值的實(shí)際噴口風(fēng)速分別為17.4 m／s，20.9 m／s，13.9 m／s。另外，由于當(dāng)一次風(fēng)速設(shè)定為20 m／s時(shí)，所選一次風(fēng)率為20Vo，因此，各個(gè)工況下的一次風(fēng)率(Vo)等于該工況下一次風(fēng)速的設(shè)定值。 試驗(yàn)結(jié)果及討論如下： 1．濃縮比對(duì)煤粉氣流著火的影響 生物質(zhì)燃燒機(jī)的濃縮比對(duì)煤粉氣流著火的影響如圖3所示。圖3a是燃燒器軸線上的煙氣溫度變化，圖3b是對(duì)應(yīng)于升溫曲線的上拐點(diǎn)的溫度瓦i隨濃縮比的變化趨勢(shì)，圖3c是升溫曲線的上拐點(diǎn)距離燃燒器出口距高L。i隨濃縮比的變化趨勢(shì)。從圖中可以看出，隨著濃縮比的提高，煤粉氣流的溫度水平升高了，升溫曲線的上拐點(diǎn)溫度亦更高，且距燃燒器噴口距離更近。這些說(shuō)明水平濃縮煤粉：?jiǎn)沃凰綕饪s生物質(zhì)燃燒機(jī)在1 MW燃燒試驗(yàn)臺(tái)上的試驗(yàn)研究燃燒器使得煤粉氣流的化學(xué)反應(yīng)速度加快，其著火比普通燃燒器提前了，使得煤粉穩(wěn)定燃燒的升溫曲線的上拐點(diǎn)提前，且溫度值更高。 2．濃縮比對(duì)煤粉氣流燃燒溫度的影響 從圖4中可能看出，隨著濃縮比的增加，相同點(diǎn)的煤粉氣流的溫度水平逐漸升高，尤其是濃縮的情況(R。-3.6:1，5.2：1)與不濃縮的情況(R。=1.3：1)差別更為明顯。圖3a也顯示了類似的結(jié)果。因此，從穩(wěn)燃的角度出發(fā)，應(yīng)該適當(dāng)提高燃燒器的濃縮比。 因?yàn)榧t外線測(cè)溫儀的測(cè)量結(jié)果受到油燃燒器高溫火焰的背景輻射的影響而無(wú)規(guī)律，因而本文沒(méi)有采用。 3．濃縮比對(duì)燃燒區(qū)域煤粉氣流燃盡的影響 如圖5所示，當(dāng)濃縮比增加時(shí)，飛灰含碳量呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明水平濃縮煤粉燃燒可以提高燃盡區(qū)以前的燃燒效率，降低固體不完全燃燒損失。結(jié)合前述試驗(yàn)結(jié)果，因?yàn)樗綕饪s生物質(zhì)燃燒機(jī)的火焰溫度水平高于普通燃燒器，而且都是采用同樣的四角切圓燃燒方式，四角切圓燃燒方式的燃盡區(qū)混合較強(qiáng)烈，則不難得出如下結(jié)論，即水平濃縮生物質(zhì)燃燒機(jī)可以提高燃燒效率。 4．-次風(fēng)速（率）對(duì)著火的影響 一次風(fēng)速（本試驗(yàn)中即一次風(fēng)率）變化時(shí)煤粉氣流的著火及溫度水平都相應(yīng)的變化，如圖6所示。圖6中更令人滿意的情況是Wi=25m/s的情況，Wi=30 mls的情況略次之，而Wi=20 m／s的則比前二種情況差的多。對(duì)348于試驗(yàn)用煤，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與本次試驗(yàn)的結(jié)果是一致的，因此可見(jiàn)，普通燃燒器的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)仍適于水平濃縮生物質(zhì)燃燒機(jī)，從而大大地方便了水平濃縮生物質(zhì)燃燒機(jī)的研制。 四、結(jié)論水平濃縮生物質(zhì)燃燒機(jī)可縮短煤粉氣流的著火時(shí)間，提高燃燒區(qū)域溫度，提高煤粉的燃盡率，水平濃縮生物質(zhì)燃燒機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可很好地適應(yīng)普通直流燃燒器的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣。
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