煤炭科学技术

作者：牛芳, 刘鹏中, 王鹏涛, 王学文, 于硕, 王乃继,

关键词：工业煤粉锅炉, 多通道煤粉燃烧器, 燃烧特性, 火焰特性, NOx排放,

煤粉燃烧器是煤粉工业锅炉核心技术，也是实现煤炭在工业锅炉领域清洁高效利用的关键。为探究14 MW多通道逆喷旋流煤粉燃烧器的燃烧特性及NOx排放特性，基于热态台架试验及14 MW煤粉工业锅炉工业试验，采用高温热电偶、烟气分析仪、高速工业摄像机和飞灰收集装置对预燃室内温度分布、组分浓度分布以及预燃室外火焰形态和尺寸、炉尾NOx排放浓度和飞灰发热量进行测量，定量表征了该燃烧器的燃烧特性、火焰特性及NOx排放特性。试验结果表明：①燃烧特性方面，逆向射流、旋转射流及预燃室技术的耦合，在预燃室内初级火焰区创造了高温(>1 200 ℃)、低氧(50 000 mg/L)和低NOx(<300 mg/Nm3)的强还原区，实现了煤粉在预燃室内的低氮、稳燃。紧贴预燃室壁面的直流外二次风形成了低于440 ℃的低温区域，其对于降低预燃室壁面温度、壁面高温腐蚀具有重要作用。②火焰特性方面，预燃室外燃烧火焰长度约为2 680 mm，火焰直径接近770 mm，火焰发散角为27.97o，火焰形态稳定、色泽明亮且具有一定的旋转刚性。火焰锋面上存在明显的褶皱，表明火焰锋面上的热质交换较为强烈，燃烧强度较为剧烈。③NOx排放特性及燃尽特性方面，炉尾NOx初始排放质量浓度为384 mg/Nm3(O2质量分数为9%条件下)，再结合SNCR技术可将NOx排放质量浓度降至164 mg/Nm3(O2质量分数为9%条件下)，而此时炉尾飞灰低位发热量仅为540 kJ/kg，计算得煤粉燃烧效率约为97.92%，具备低氮、高效的燃烧特性。

来源：2021年第4期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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