產(chǎn)品詳情
我國(guó)開發(fā)的新型生物質(zhì)燃燒機(jī)種類繁多,這些新型生物質(zhì)燃燒機(jī)大多用于燃煤鍋爐的生物質(zhì)燃燒機(jī)改造。從生物質(zhì)燃燒機(jī)的穩(wěn)燃原理、燃燒產(chǎn)物的停留時(shí)間、火焰溫度水平、NO。排放等方面分析了幾種生物質(zhì)燃燒機(jī)的功能及其局限性。對(duì)于燃燒穩(wěn)定性差的鍋爐,通過生物質(zhì)燃燒機(jī)改造來(lái)提高鍋爐穩(wěn)燃性能是完全可行的;對(duì)于降低飛灰可燃物和NO。排放而言,通過設(shè)備改造(鍋爐與生物質(zhì)燃燒機(jī))往往難以獲得有效結(jié)果,對(duì)此,可行的途徑是從燃煤入手,或者大幅度地降低煤粉細(xì)度,或者采用緊湊型燃盡鳳(CFOA)和遠(yuǎn)離型燃盡風(fēng)(SOFA)等全爐膛分級(jí)燃燒技術(shù)。
1 烘燒器種類與穩(wěn)燃性能
找國(guó)開發(fā)的新型生物質(zhì)燃燒機(jī)種類繁多,其中以用于切圓燃燒鍋爐的直流生物質(zhì)燃燒機(jī)居多。根據(jù)穩(wěn)燃原理,可以將這些直流生物質(zhì)燃燒機(jī)分為以下3種:(1)提高煤粉氣流中部分氣流的煤粉濃度并降低其著火熱,以此來(lái)減小著火前所需吸收的熱量,從而縮短著火距離;(2)增強(qiáng)煤粉射流的卷吸能力,以此來(lái)提高煤粉氣流的加熱速率,進(jìn)而縮短著火距離;(3)降低部分煤粉氣流的出口速度,以增強(qiáng)其對(duì)火焰?zhèn)鞑崃康奈眨岣呙悍蹥饬骷訜崴俾?,進(jìn)而縮短著火距離。
第1種類型的生物質(zhì)燃燒機(jī)以濃淡生物質(zhì)燃燒機(jī)為代表。該類生物質(zhì)燃燒機(jī)將原生物質(zhì)燃燒機(jī)的直流噴口在水平方向上分隔為濃淡2個(gè)通道淡相在生物質(zhì)燃燒機(jī)背火側(cè),濃相在生物質(zhì)燃燒機(jī)向火側(cè)。從爐內(nèi)火焰溫度分布看,生物質(zhì)燃燒機(jī)向火側(cè)火焰溫度商背火側(cè)溫度低;從流場(chǎng)分布看,向火側(cè)具有很好的補(bǔ)氣條件,可以卷吸到相對(duì)多的高溫?zé)煔?。因此該類生物質(zhì)燃燒機(jī)在降低濃相煤粉氣流著火前所需熱量的同時(shí),很好地利用了切圓燃燒鍋爐生物質(zhì)燃燒機(jī)向火側(cè)的有利加熱條件,從而使生物質(zhì)燃燒機(jī)的穩(wěn)燃性能得以提高。
第2種類型的生物質(zhì)燃燒機(jī)以鈍體生物質(zhì)燃燒機(jī)為代表。該類生物質(zhì)燃燒機(jī)通過放置在原生物質(zhì)燃燒機(jī)直流噴口中心位置上的鈍體將其分隔為2個(gè)通道,當(dāng)煤粉氣流射入爐內(nèi)后,由于其中心鈍體的作用,可以卷吸更多的高溫?zé)煔?,從而提高了煤粉氣流的加熱速率,使煤粉氣流的加熱過程得到強(qiáng)化,使生物質(zhì)燃燒機(jī)的穩(wěn)燃性能得縱提高。
第3種類型的生物質(zhì)燃燒機(jī)是目前新開發(fā)的高低流速燃燒器。該類生物質(zhì)燃燒機(jī)通過放置在原生物質(zhì)燃燒機(jī)直流噴口水平方向上的特殊隔板將原生物質(zhì)燃燒機(jī)分隔為高低流速2個(gè)通道低流速通道在生物質(zhì)燃燒機(jī)向火側(cè),高流速通道在生物質(zhì)燃燒機(jī)背火側(cè)。這類生物質(zhì)燃燒機(jī)與濃淡生物質(zhì)燃燒機(jī)的本質(zhì)區(qū)別在于:濃淡生物質(zhì)燃燒機(jī)是縮短煤粉氣流的加熱過程,而高低流速生物質(zhì)燃燒機(jī)是提高低流速股煤粉氣流的加熱速率,從而使該股煤粉氣流先著火。同時(shí),該生物質(zhì)燃燒機(jī)有意弱化背火側(cè)高流速的加熱條件使其在低流速股煤粉氣流著火之后再著火,形成兩股氣流的分步燃燒。
綜上所述,上述3種類型的生物質(zhì)燃燒機(jī)分別利用了不同類型的穩(wěn)燃原理來(lái)縮短煤粉氣流的加熱過程,從而使煤粉氣流適時(shí)著火,使生物質(zhì)燃燒機(jī)的穩(wěn)燃性能得到提高。
2生物質(zhì)燃燒機(jī)種類與燃盡性能
2.1 著火提前與停留時(shí)間
煤粉氣流的燃盡主要取決于鍋爐結(jié)構(gòu)參數(shù)和燃煤特性,爐膛是提供燃燒空間的主體,決定著煤粉火焰在爐內(nèi)的停留時(shí)間,而燃燒特性則決定著煤粉顆粒燃盡所需要的時(shí)間。由于煤粉顆粒直徑不同,要保證煤粉顆粒群有一定的燃盡度,煤粉火焰在爐內(nèi)的停留時(shí)間必須大于90%以上煤粉顆粒群燃盡所需要的時(shí)間,這樣才可保證鍋爐的飛灰可燃物含量低于5%。
生物質(zhì)燃燒機(jī)穩(wěn)燃性能的提蒜主要體現(xiàn)在煤粉氣流著火距離的變仳上,煤粉氣流著火距離通常在300 mm以下,折算為時(shí)間變化通常不超過0. 03 s,而煤粉燃燒產(chǎn)物在爐內(nèi)的停留時(shí)間一般都超過3s。因此由于煤粉氣流著火提前僅相當(dāng)于使其燃燒產(chǎn)物在爐內(nèi)的停留時(shí)間增加了不足1%,理論上,這一變化對(duì)燃盡有利,但在實(shí)際中幾乎不起任何作用。
例如,某電廠1期300 MW機(jī)組2臺(tái)鍋爐投運(yùn)后,鍋爐飛灰可燃物含量比較高。為此在2期2臺(tái)鍋爐設(shè)計(jì)時(shí),將其爐膛高度均增加了3 000 mm,這相當(dāng)于燃燒產(chǎn)物在爐內(nèi)的停留時(shí)間增加了10%以上。但是,投運(yùn)后這2臺(tái)鍋爐的飛灰可燃物含量并未減少而是與1期的2臺(tái)鍋爐持平。由此可見,在現(xiàn)有鍋爐的爐膛高度條件下,增加10%的停留時(shí)間對(duì)煤粉顆粒的燃盡影響是微乎其微的。這是因?yàn)闊o(wú)論是高揮發(fā)分煙煤還是難燃的低揮發(fā)分爆當(dāng)其燃盡度超過90%以后燃燒速度非常緩慢,其燃盡度幾乎不會(huì)隨時(shí)間的增加而有所變化。對(duì)絕大多數(shù)鍋爐而言其煤粉燃燒產(chǎn)物在爐內(nèi)的停留時(shí)間都足以保證煤粉顆粒群的燃盡度達(dá)到90%以上。因此,微量增加煤粉燃燒產(chǎn)物在爐內(nèi)的停留時(shí)間幾乎對(duì)煤粉顆粒燃盡不產(chǎn)生作用。
2.2火焰溫度水平與燃盡性能
新型生物質(zhì)燃燒機(jī)僅使煤粉氣流的著火過程提u,但對(duì)其著火后的燃盡過程影響非常小,因此.從煤粉氣流燃燒行程來(lái)看,其行程的火焰溫度水平并不能得到提高。此外,全部煤粉氣流提前著火,在理論上使火焰中心下移,生物質(zhì)燃燒機(jī)區(qū)域溫度稍有提高,但其程度甚微,在實(shí)際爐內(nèi)反映不出來(lái)。從熱量平衡的觀點(diǎn)看,在煤粉氣流燃燒放熱總量未增加以及爐內(nèi)吸熱條件不變的情況下,火焰溫度水平不可能提高,即使在生物質(zhì)燃燒機(jī)區(qū)域火焰溫度水平略有提高(因?yàn)橹鹩兴崆埃浔诘奈鼰崃繉㈦S之增加,進(jìn)而又使火焰溫度水平降低。
實(shí)際上,采用新型生物質(zhì)燃燒機(jī)后,由于著火提前,從燃燒器看火孔測(cè)量到的火焰溫度增加比較明顯,一般都在30~50 0C之間,甚至更高,而從爐膛中央看火孔測(cè)量的生物質(zhì)燃燒機(jī)區(qū)域及其上部的火焰溫度水平則不變這表明生物質(zhì)燃燒機(jī)區(qū)域及爐膛的火焰溫度水平并未有實(shí)質(zhì)性的提高。如果將爐內(nèi)按照網(wǎng)格法測(cè)量,爐膛火焰溫度水平的變化將在5℃以內(nèi)。由此可見,由于穩(wěn)燃帶來(lái)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜述的爐膛火焰溫度水平變化微乎其僦其程度不足以影響飛灰可燃物含量的變化。
例如,某電廠360 MW機(jī)組貧煤鍋爐為了提高穩(wěn)燃性能,在爐內(nèi)敷設(shè)了90 ffl2的衛(wèi)燃帶按照爐內(nèi)傳熱計(jì)算結(jié)果,爐內(nèi)火焰溫度將增加30℃左右,飛灰可燃物將降低1%左右,但實(shí)際結(jié)果并非如此。
2.3穩(wěn)燃原理與燃盡性能
第1種類型的濃淡生物質(zhì)燃燒機(jī)按其原理及結(jié)構(gòu)可知,煤粉氣流的燃燒過程違反了煤粉顆粒與空氣充分均勻混合的燃盡原理,很顯然,濃淡生物質(zhì)燃燒機(jī)實(shí)際上對(duì)煤粉氣流的燃盡是不利的,因此,不可能使煤粉顆粒的燃盡程度提高。
第2種類型的鈍體生物質(zhì)燃燒機(jī)由于中心回流的影響,使其剛性降低,從而會(huì)影響煤粉氣流和二次風(fēng)的后期混合,因此也會(huì)影響煤粉氣流的燃盡。
第3種類型的高低流速生物質(zhì)燃燒機(jī)對(duì)煤粉氣流的燃盡雖然無(wú)負(fù)面影響,但也不可能提高煤粉氣流的燃盡率。
需要強(qiáng)調(diào)的是,前兩類生物質(zhì)燃燒機(jī)雖然在理論上對(duì)煤粉氣流燃盡有影響,但實(shí)際尚不足影響到鍋爐的飛灰可燃物含量變化。
3 No,排放性能
第1種類型的濃淡生物質(zhì)燃燒機(jī),通常被看作低NO。燃燒器,這是因?yàn)闈庀嗝悍蹥饬鞒跗谌紵倪^量空氣系數(shù)有所降低,在理論上可降低該部分煤粉氣流的燃料型NO。生成量。另一方面,隨淡相煤粉氣流的過量空氣系數(shù)增加,該股媒粉氣流的NO。生成量將增加,且濃相側(cè)的過量空氣系數(shù)降低程度越大,淡相側(cè)的過量空氣系數(shù)則增加越大。此外,與均相燃燒方式相比,濃相的火焰溫度在燃燒初期有所增加,反而促進(jìn)了燃料型NOx的生成。因此,很難從理論分析上得知其燃燒初期生成的NO。是增加還是降低,其程度則更難確定。實(shí)際上,僅采用該類生物質(zhì)燃燒機(jī)時(shí),鍋爐仍然具有較高的NO。排放量。
第2種類型的鈍體生物質(zhì)燃燒機(jī)主要功能是穩(wěn)燃,不具備降低NO。生成的機(jī)理。
第3種類型的高低流速生物質(zhì)燃燒機(jī)通過分散火焰的方式降低其初期燃燒的火焰溫度,在理論上具有降低NO。排放的功能,實(shí)際應(yīng)用效果尚不清楚。
可見,新型生物質(zhì)燃燒機(jī)即使具有降低NO。生成的功能,其作用也是比較小的,通常所謂的低NO。生物質(zhì)燃燒機(jī)(如雙調(diào)風(fēng)低NO。旋流生物質(zhì)燃燒機(jī))的NO。降低率不會(huì)超過20%。目前,在上世紀(jì)投產(chǎn)的機(jī)組,其鍋爐在采用低NO。生物質(zhì)燃燒機(jī)十全爐膛分級(jí)燃燒技術(shù)的綜合措施后,NOx排放降低率只有40%左右,為50%左右。
從原理上看,全爐膛分級(jí)燃燒技術(shù)的NO。降低程度遠(yuǎn)大于生物質(zhì)燃燒機(jī)自身的N0。降低程度。尤其是全爐膛分級(jí)技術(shù)中的COFA和SOFA技術(shù)對(duì)降低鍋爐NOx排放具有明顯的作用,但該技術(shù)屬于二次風(fēng)噴口的合理布暨。
4結(jié)語(yǔ)
生物質(zhì)燃燒機(jī)的主要功能是穩(wěn)燃在降低NO。生成方面的作用非常有限,而在燃盡方面幾乎無(wú)任何效果。因此對(duì)于燃燒穩(wěn)定性差的鍋爐,采用生物質(zhì)燃燒機(jī)改造來(lái)提高鍋爐穩(wěn)燃性能是完全可行的;對(duì)于降低NO。排放目的而言,重點(diǎn)是采用CFOA和SOFA等全爐膛分級(jí)燃燒技術(shù);對(duì)于飛灰可燃物含量高的鍋爐,通過設(shè)備改造往往難以獲得有效結(jié)果,可行的方法是從燃煤入手,或者大幅度地降低煤粉細(xì)度??傊?,對(duì)于鍋爐運(yùn)行中存在的問題,并非全部可通過生物質(zhì)燃燒機(jī)改造而得到解決。
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