日本IHIPRP燃燒技術(shù)

1、1從高溫空氣煤粉燃燒從高溫空氣煤粉燃燒看看PRPPRP燃燒器燃燒器清華大學(xué)清華大學(xué) 熱能工程系熱能工程系毛健雄毛健雄2什么是高溫空氣煤粉燃燒什么是高溫空氣煤粉燃燒 ? 最近在國外進行了許多關(guān)于高溫空氣煤粉燃燒最近在國外進行了許多關(guān)于高溫空氣煤粉燃燒的試驗研究的試驗研究, ,其目的是將預(yù)熱空氣溫度提高到其目的是將預(yù)熱空氣溫度提高到800800o oC C 甚至甚至10001000o oC C 以上，用這樣高溫的空氣組以上，用這樣高溫的空氣組織煤粉的著火和燃燒織煤粉的著火和燃燒; ; 在高溫下以極快的升溫速度析出的揮發(fā)分在高溫下以極快的升溫速度析出的揮發(fā)分, ,在在量和質(zhì)上均和煤在工業(yè)分析試驗中慢

2、速升溫至量和質(zhì)上均和煤在工業(yè)分析試驗中慢速升溫至900900o oC C的情況大不一樣。高溫空氣燃燒首先將的情況大不一樣。高溫空氣燃燒首先將會大大有利于低揮發(fā)分煤種和低質(zhì)煤的著火會大大有利于低揮發(fā)分煤種和低質(zhì)煤的著火 ; ; 高溫空氣燃燒會大大促進煤中的燃料氮轉(zhuǎn)化為高溫空氣燃燒會大大促進煤中的燃料氮轉(zhuǎn)化為揮發(fā)分氮，從而有利于在煤粉的揮發(fā)分析出階揮發(fā)分氮，從而有利于在煤粉的揮發(fā)分析出階段控制段控制NOxNOx的生成。的生成。 3高溫空氣煤粉燃燒如何使空氣高溫空氣煤粉燃燒如何使空氣達到達到800800o oC C以上的高溫以上的高溫? ? 在試驗研究階段實現(xiàn)高溫空氣的方法主要是在試驗研究階段實現(xiàn)高

3、溫空氣的方法主要是: :(1)(1)氧氣和氣體燃料燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔獾幕煅鯕夂蜌怏w燃料燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔獾幕旌?。但是氣體燃料燃燒的結(jié)果會導(dǎo)致產(chǎn)生熱力和。但是氣體燃料燃燒的結(jié)果會導(dǎo)致產(chǎn)生熱力型型NOxNOx, , 從而會使得從而會使得NOxNOx測量值的混淆，無法準(zhǔn)測量值的混淆，無法準(zhǔn)確測量在高溫空氣條件下燃料型確測量在高溫空氣條件下燃料型NOxNOx的排放值。的排放值。(2)(2)采用兩級加熱采用兩級加熱: :第一級為天然氣燃燒加熱器第一級為天然氣燃燒加熱器和串連第二級電加熱器將空氣加熱到高溫。和串連第二級電加熱器將空氣加熱到高溫。 4日本進行的高溫空氣煤粉燃燒試驗研究日本進行的高溫空氣煤粉燃

4、燒試驗研究采用兩級加熱空氣的系統(tǒng)采用兩級加熱空氣的系統(tǒng)試驗爐直徑試驗爐直徑1 1米高米高3 3米，給煤率為米，給煤率為3030kg/hkg/h，燃燒器的功率為燃燒器的功率為250250KWKW 顆粒取樣探頭 觀察孔 雙色光學(xué)溫度計 攝像機 氣體燃燒空氣預(yù)熱器氣體燃燒器 氣體分析 袋式 除塵器 排氣 電加熱器 空氣 煤粉倉 煙氣冷卻器 陶瓷多孔板 5日本進行的高溫空氣燃燒試驗的目的日本進行的高溫空氣燃燒試驗的目的 高溫燃燒空氣在進入爐膛前并不對煤粉進高溫燃燒空氣在進入爐膛前并不對煤粉進行預(yù)熱，該試驗是在煤粉氣流離開燃燒器行預(yù)熱，該試驗是在煤粉氣流離開燃燒器噴口進入爐膛時，研究在揮發(fā)分的析出和噴口

5、進入爐膛時，研究在揮發(fā)分的析出和煤粉的著火階段，高溫燃燒空氣對煤粉氣煤粉的著火階段，高溫燃燒空氣對煤粉氣流的迅速穩(wěn)定著火和對流的迅速穩(wěn)定著火和對NOxNOx排放性能的影響。排放性能的影響。 在進行該試驗時試驗燃燒器沒有低在進行該試驗時試驗燃燒器沒有低NOxNOx功能功能6 日本日本高溫空氣煤粉燃燒試驗用的煤分析高溫空氣煤粉燃燒試驗用的煤分析 煤分析煤分析 高揮發(fā)分煙煤高揮發(fā)分煙煤SL 煙煤煙煤NL 無煙煤無煙煤YC 工業(yè)分析（收到基，）工業(yè)分析（收到基，） 水分 5.41.50.7灰分8.314.316.7揮發(fā)分43.927.09.8固定碳47.857.272.8元素分析（干燥無灰基，）元素分

6、析（干燥無灰基，）碳70.471.774.1氫5.14.33.0氮1.21.31.9硫0.60,30,5氧14.48.14.8灰分8.314.316.7熱值（kJ/kg） 2970028700385007不同的燃燒空氣溫度時不同煤種的著火特性不同的燃燒空氣溫度時不同煤種的著火特性 煤粉噴嘴煤粉噴嘴 試驗煤種試驗煤種 （a a）空氣溫度空氣溫度10731073K K（b b）空氣溫度空氣溫度623623K K8燃燒空氣溫度對噴口外煤粉氣流燃燒空氣溫度對噴口外煤粉氣流著火位置的影響著火位置的影響 距煤粉噴嘴的距離（距煤粉噴嘴的距離（m m） 火火 焰焰 溫溫 度度 （K K）9在不同燃燒空氣溫度時

7、在不同燃燒空氣溫度時煤粉氣流距煤粉氣流距燃燒器噴口的著火距離的比較燃燒器噴口的著火距離的比較 煤粉火焰 著火點著火點 著火點著火點 煤粉噴嘴煤粉噴嘴 空氣溫度空氣溫度10731073K K 空氣溫度空氣溫度623623K K 促進了揮發(fā)分的析出促進了揮發(fā)分的析出 促進了燃料氮的析出促進了燃料氮的析出 增強了還原區(qū)增強了還原區(qū)10在不同燃燒空氣溫度時煤粉氣流的揮發(fā)分在不同燃燒空氣溫度時煤粉氣流的揮發(fā)分析出及著火特性的比較析出及著火特性的比較 著火點著火點 （1073K） 著火點（著火點（623K） 爐膛出口爐膛出口 距噴嘴的距離（距噴嘴的距離（m） 揮揮 發(fā)發(fā) 分分 殘殘 留留 率率 （，（，d

8、af） 11煤粉爐中燃料型煤粉爐中燃料型NOxNOx的生成機理的生成機理12控制燃料型控制燃料型NOxNOx要盡量促使燃料氮要盡量促使燃料氮轉(zhuǎn)化為揮發(fā)分氮轉(zhuǎn)化為揮發(fā)分氮 煤中的燃料氮在加熱時會析出成為揮發(fā)分氮和焦炭氮煤中的燃料氮在加熱時會析出成為揮發(fā)分氮和焦炭氮兩部分。兩部分。 在通常燃燒溫度下，多數(shù)的在通常燃燒溫度下，多數(shù)的NOxNOx是由燃料的揮發(fā)分氮是由燃料的揮發(fā)分氮（N N）生成的，生成的， 其余的由焦炭氮其余的由焦炭氮( (N)N)生成。生成。 燃料氮轉(zhuǎn)化為揮發(fā)分氮的比例越大，越容易在煤粉的燃料氮轉(zhuǎn)化為揮發(fā)分氮的比例越大，越容易在煤粉的揮發(fā)分析出和著火階段通過控制氧的濃度，造成還原揮

9、發(fā)分析出和著火階段通過控制氧的濃度，造成還原性氣氛（性氣氛（CHiCHi）來控制來控制NOxNOx的生成的生成 。 焦炭氮是在焦炭燃燒過程中析出的，多數(shù)氧化成焦炭氮是在焦炭燃燒過程中析出的，多數(shù)氧化成NOxNOx, , 而且很難控制而且很難控制 。 因此，燃料氮轉(zhuǎn)化成揮發(fā)分氮的比例越大，越容易控因此，燃料氮轉(zhuǎn)化成揮發(fā)分氮的比例越大，越容易控制制NOxNOx的生成。的生成。 13燃燒空氣溫度對燃料氮轉(zhuǎn)化的影響燃燒空氣溫度對燃料氮轉(zhuǎn)化的影響 溫度（溫度（K）p p 燃料燃料N N轉(zhuǎn)化為揮發(fā)分轉(zhuǎn)化為揮發(fā)分N N的轉(zhuǎn)化率，的轉(zhuǎn)化率，試驗煤種揮發(fā)分試驗煤種揮發(fā)分為為31.031.014燃燒空氣溫度對燃料

10、氮析出率的影響燃燒空氣溫度對燃料氮析出率的影響 爐膛出口爐膛出口 距噴嘴的距離（距噴嘴的距離（m） 揮揮 發(fā)發(fā) 分分 殘殘 留留 率率 （，（，daf） 15 燃燒空氣溫度對燃燒空氣溫度對NOxNOx排放值排放值（6 6O O2 2，干煙氣）的影響，干煙氣）的影響 NOx 排排 放放 濃濃 度度 （ppm）燃燒空氣溫度（燃燒空氣溫度（K） 16日本的高溫空氣燃燒試驗結(jié)果表明日本的高溫空氣燃燒試驗結(jié)果表明： 由于高溫空氣大大地促進了揮發(fā)分的析出，從由于高溫空氣大大地促進了揮發(fā)分的析出，從而使著火溫度距噴口的的位置提前了，有利于而使著火溫度距噴口的的位置提前了，有利于各種煤種的穩(wěn)定著火。各種煤種的

11、穩(wěn)定著火。 煙煤的煙煤的NOxNOx排放值隨溫度的升高而降低，但無煙排放值隨溫度的升高而降低，但無煙煤即使在高的預(yù)熱空氣溫度下也保持高的煤即使在高的預(yù)熱空氣溫度下也保持高的NOxNOx排排放值。放值。 因為在該試驗條件下試驗燃燒器沒有建立還原因為在該試驗條件下試驗燃燒器沒有建立還原性氣氛，而低揮發(fā)分含量的無煙煤所析出的碳性氣氛，而低揮發(fā)分含量的無煙煤所析出的碳氫化合物數(shù)量小，不足以充分還原揮發(fā)分氮來氫化合物數(shù)量小，不足以充分還原揮發(fā)分氮來更大地降低更大地降低NOxNOx。17其它的高溫預(yù)熱空氣燃燒的研究結(jié)果（其它的高溫預(yù)熱空氣燃燒的研究結(jié)果（1 1） 在電站煤粉爐中，一般空氣預(yù)熱溫度煙煤為在電

12、站煤粉爐中，一般空氣預(yù)熱溫度煙煤為300300o oC C左右，難燃的無煙煤最高也只是左右，難燃的無煙煤最高也只是450-450-480480最近的研究表明，如能夠?qū)㈩A(yù)熱空氣溫最近的研究表明，如能夠?qū)㈩A(yù)熱空氣溫度提高到度提高到80080010001000o oC C，可使煤粉燃燒達到：，可使煤粉燃燒達到： （1 1）高溫使著火和燃燒穩(wěn)定）高溫使著火和燃燒穩(wěn)定 （2 2）高溫時有利于熱效率提高）高溫時有利于熱效率提高 （3 3）高溫有利于低氧燃燒以控制）高溫有利于低氧燃燒以控制NOxNOx 因此，特別有利于解決低揮發(fā)分煤種的因此，特別有利于解決低揮發(fā)分煤種的“三難三難一高一高( (著火難，穩(wěn)燃難

13、，燃燼難和著火難，穩(wěn)燃難，燃燼難和 NOxNOx排放高排放高)”)”問題問題18其它的高溫預(yù)熱空氣燃燒的研究結(jié)果（其它的高溫預(yù)熱空氣燃燒的研究結(jié)果（2 2）火焰溫度與燃料可燃物成分火焰溫度與燃料可燃物成分分布的關(guān)系，分布的關(guān)系，在不同的預(yù)熱空氣溫度下，在火在不同的預(yù)熱空氣溫度下，在火焰行程的不同距離處的可燃物成焰行程的不同距離處的可燃物成分分布差別很大。當(dāng)熱空氣的初分分布差別很大。當(dāng)熱空氣的初溫分別為溫分別為Ta =298KTa =298K和和20002000K K，其其結(jié)果是：結(jié)果是： （1 1）高預(yù)熱空氣溫度時的火焰）高預(yù)熱空氣溫度時的火焰溫度要比低溫度要比低 預(yù)熱空氣溫度時高預(yù)熱空氣溫度

14、時高出出850850K;K; （2 2）在同樣距離處，可燃物在同樣距離處，可燃物的析出量也大得多。如高溫時的析出量也大得多。如高溫時H H2 2的峰值大的峰值大2.42.4倍，倍，CHCH3 3比低溫時大比低溫時大近近100100倍。因此，極易在著火階倍。因此，極易在著火階段穩(wěn)定著火和燃燒。段穩(wěn)定著火和燃燒。預(yù)熱空氣初溫Ta=298K預(yù)熱空氣初溫Ta=2000K19其它的高溫預(yù)熱空氣燃燒的研究結(jié)果（其它的高溫預(yù)熱空氣燃燒的研究結(jié)果（3 3） 高燃燒空氣溫度時低氧高燃燒空氣溫度時低氧穩(wěn)定燃燒的范圍擴大穩(wěn)定燃燒的范圍擴大 低氧燃燒在煤粉著火階低氧燃燒在煤粉著火階段有利于控制段有利于控制NOxNOx

15、的生成，的生成，但低氧可能導(dǎo)致火焰不但低氧可能導(dǎo)致火焰不穩(wěn)定。高溫預(yù)熱空氣可穩(wěn)定。高溫預(yù)熱空氣可擴大低氧穩(wěn)定燃燒的范擴大低氧穩(wěn)定燃燒的范圍。當(dāng)預(yù)熱空氣溫度高圍。當(dāng)預(yù)熱空氣溫度高于于800800o oC C時，氧的濃度即時，氧的濃度即使低使低3 35 5，火焰也是，火焰也是穩(wěn)定的。穩(wěn)定的。20其它的高溫預(yù)熱空氣燃燒的研究結(jié)果（其它的高溫預(yù)熱空氣燃燒的研究結(jié)果（4 4） 高溫空氣燃燒可提高燃高溫空氣燃燒可提高燃燒速度燒速度 隨著氧濃度的降低燃燒隨著氧濃度的降低燃燒速度下降。而在燃燒溫速度下降。而在燃燒溫度超過度超過15001500o oC C時，燃燒時，燃燒速度增加最快。速度增加最快。2146不同

16、煤種揮發(fā)分開始析出溫度不同煤種揮發(fā)分開始析出溫度3803804004002 21010無煙煤無煙煤3203203903901212181810101111貧煤貧煤17017021021026026030030042423737- -42422626- -37371818- -2626煙煤煙煤130130- -1701703737褐煤褐煤揮發(fā)分開始析出溫度揮發(fā)分開始析出溫度( (o oC C) )干燥無灰基揮發(fā)分干燥無灰基揮發(fā)分含量含量V Vdafdaf(%)(%)煤種煤種2247不同煤種煤粉氣流中煤粉的著火溫度不同煤種煤粉氣流中煤粉的著火溫度煤粉著火溫度煤粉著火溫度( (o oC C) )干燥

17、無灰基揮發(fā)分干燥無灰基揮發(fā)分含量含量V Vdafdaf(%)(%)煤種煤種100020% 20% 45045024PRPPRP燃燒器的特點燃燒器的特點 開發(fā)和應(yīng)用已有開發(fā)和應(yīng)用已有1515年歷史的年歷史的PRPPRP燃燒器的全名是燃燒器的全名是“煤粉預(yù)熱煤粉預(yù)熱濃縮低濃縮低NOxNOx燃燒器燃燒器”。顧名思義，該燃燒器具有高溫預(yù)熱和。顧名思義，該燃燒器具有高溫預(yù)熱和濃縮煤粉氣流的功能，而且高溫預(yù)熱起著主導(dǎo)作用。濃縮煤粉氣流的功能，而且高溫預(yù)熱起著主導(dǎo)作用。 它和前述的國外高溫空氣燃燒試驗的共同特點，均是在燃它和前述的國外高溫空氣燃燒試驗的共同特點，均是在燃燒器出口處提供高溫燃燒空氣，但不同是煤

18、粉在離開燃燒燒器出口處提供高溫燃燒空氣，但不同是煤粉在離開燃燒器前在燃燒器的預(yù)熱室中會被快速預(yù)熱至高溫，器前在燃燒器的預(yù)熱室中會被快速預(yù)熱至高溫， 煤粉氣流的預(yù)熱溫度根據(jù)該煤種的著火特性是可調(diào)的，因煤粉氣流的預(yù)熱溫度根據(jù)該煤種的著火特性是可調(diào)的，因而不但具有廣泛的煤種適應(yīng)性，而且比單純只提供高溫燃而不但具有廣泛的煤種適應(yīng)性，而且比單純只提供高溫燃燒空氣而不預(yù)熱煤粉氣流的方法具有更好的著火及低燒空氣而不預(yù)熱煤粉氣流的方法具有更好的著火及低NOxNOx性性能。能。 可適用于任何形式的燃燒方式和煤粉系統(tǒng)，包括直吹式或可適用于任何形式的燃燒方式和煤粉系統(tǒng)，包括直吹式或中儲式煤粉系統(tǒng)，采用直流燃燒器的切

19、向燃燒方式，采用中儲式煤粉系統(tǒng)，采用直流燃燒器的切向燃燒方式，采用旋流燃燒器的前墻或前后墻對撞燃燒方式，以及采用下吹旋流燃燒器的前墻或前后墻對撞燃燒方式，以及采用下吹式燃燒器的拱形燃燒方式。式燃燒器的拱形燃燒方式。 結(jié)構(gòu)簡單，可調(diào)可控，操作方便，特別適合于現(xiàn)有煤粉鍋結(jié)構(gòu)簡單，可調(diào)可控，操作方便，特別適合于現(xiàn)有煤粉鍋爐燃燒器的改造。爐燃燒器的改造。 25PRPPRP煤粉濃縮預(yù)熱低煤粉濃縮預(yù)熱低NOxNOx燃燒器工作原理示意圖燃燒器工作原理示意圖 富燃料一次風(fēng)富燃料一次風(fēng)三次三次風(fēng)風(fēng)高溫?zé)釤煾邷責(zé)釤煔饣亓鳉饣亓鲏κ饺紵龎κ饺紵物L(fēng)二次風(fēng)二次風(fēng)二次風(fēng)高溫?zé)岣邷責(zé)釤煔饣責(zé)煔饣亓髁髫毴剂弦淮物L(fēng)貧燃料一

20、次風(fēng)富燃料一次風(fēng)富燃料一次風(fēng)三次風(fēng)三次風(fēng)切向燃燒切向燃燒二次風(fēng)二次風(fēng)二次風(fēng)二次風(fēng)26靠近燃燒器出口處的流態(tài)示意圖靠近燃燒器出口處的流態(tài)示意圖 一次風(fēng)燃料射流核心一次風(fēng)燃料射流核心爐膛熱煙氣內(nèi)流區(qū)爐膛熱煙氣內(nèi)流區(qū)燃燒器出口燃燒器出口外回流區(qū)外回流區(qū)內(nèi)回流區(qū)內(nèi)回流區(qū) 高二次風(fēng)旋流時，在預(yù)熱室內(nèi)高二次風(fēng)旋流時，在預(yù)熱室內(nèi) 的內(nèi)回流區(qū)與外回流區(qū)結(jié)合的內(nèi)回流區(qū)與外回流區(qū)結(jié)合 低二次風(fēng)旋流時，可能導(dǎo)致低二次風(fēng)旋流時，可能導(dǎo)致預(yù)預(yù) 熱室內(nèi)的內(nèi)回?zé)崾覂?nèi)的內(nèi)回 流區(qū)與外回流流區(qū)與外回流 區(qū)脫離區(qū)脫離 27PRPPRP煤粉濃縮預(yù)熱低煤粉濃縮預(yù)熱低NOxNOx燃燒器熱態(tài)試驗燃燒器熱態(tài)試驗 試驗地點：日本兵庫縣相生試

21、驗地點：日本兵庫縣相生IHIIHI公司燃燒試驗公司燃燒試驗裝置裝置 試驗時間：試驗時間：20052005年年2 2月月2121日至日至3 3月月3 3日日 試驗合作伙伴：日本石川島播磨重工業(yè)株式會試驗合作伙伴：日本石川島播磨重工業(yè)株式會社社 ( (IHIIHI公司公司) ) 試驗試驗PRPPRP燃燒器熱功率燃燒器熱功率: 8.4 : 8.4 WMWMthth, , 試驗試驗PRPPRP燃燒器燃料流量燃燒器燃料流量:1310 :1310 kg/hkg/h 試驗燃料試驗燃料: : 低揮發(fā)分石油焦和無煙煤低揮發(fā)分石油焦和無煙煤28PRPPRP煤粉濃縮預(yù)熱低煤粉濃縮預(yù)熱低NOxNOx燃燒器熱態(tài)試驗?zāi)康?/p>

22、燃燒器熱態(tài)試驗?zāi)康脑谌毡驹谌毡綢HIIHI公司先進的工業(yè)型煤粉燃燒試驗爐上，對不公司先進的工業(yè)型煤粉燃燒試驗爐上，對不同的低揮發(fā)分燃料進行全尺寸燃燒器的性能試驗，以同的低揮發(fā)分燃料進行全尺寸燃燒器的性能試驗，以評估該燃燒器對低揮發(fā)分燃料的穩(wěn)燃和評估該燃燒器對低揮發(fā)分燃料的穩(wěn)燃和NOxNOx排放性能。排放性能。試驗燃燒器的設(shè)計為旋流配風(fēng)前墻布置，在單個燃燒試驗燃燒器的設(shè)計為旋流配風(fēng)前墻布置，在單個燃燒器的情況下測試其火焰的溫度分布器的情況下測試其火焰的溫度分布, ,穩(wěn)定性，火焰形狀，穩(wěn)定性，火焰形狀，火焰位置火焰位置, ,和可調(diào)性等和可調(diào)性等; ;測試該燃燒器的熱煙氣回流，預(yù)熱燃料一次風(fēng)氣流和測

23、試該燃燒器的熱煙氣回流，預(yù)熱燃料一次風(fēng)氣流和低的低的A/CA/C比時的性能，以及對不同煤種預(yù)熱溫度的調(diào)節(jié)比時的性能，以及對不同煤種預(yù)熱溫度的調(diào)節(jié)性能；性能；和日本的高溫空氣燃燒試驗結(jié)果對比，以驗證高溫空和日本的高溫空氣燃燒試驗結(jié)果對比，以驗證高溫空氣燃燒的試驗結(jié)果。氣燃燒的試驗結(jié)果。29PRPPRP燃燒器試驗爐現(xiàn)場全景燃燒器試驗爐現(xiàn)場全景30日本日本IHIIHI公司的熱態(tài)煤粉燃燒器試驗裝置公司的熱態(tài)煤粉燃燒器試驗裝置系統(tǒng)布置圖系統(tǒng)布置圖火爐設(shè)置熱電対等計器設(shè)置點火、重油設(shè)置試験系統(tǒng)図次空気接続排風(fēng)器煙突電気誘引通風(fēng)機Bag filter火爐空気予熱器Over AirPort(OAP)Burne

24、r微粉炭微粉計量器Mill石炭Coal bunker押込通風(fēng)機一次通風(fēng)機空気排混合OAP大気大気給炭機微粉炭一次空気Burner二次空気Burner一次空気電気設(shè)置発電機設(shè)置電気、制御盤、発電機間配線工事保溫材設(shè)置前、金屬製変更伸部挿入微粉炭管改造250A150A高溫仕様改造火爐設(shè)置熱電対等計器設(shè)置點火、重油設(shè)置試験系統(tǒng)図次空気接続排風(fēng)器煙突電気誘引通風(fēng)機Bag filter火爐空気予熱器Over AirPort(OAP)Burner微粉炭微粉計量器Mill石炭Coal bunker押込通風(fēng)機一次通風(fēng)機空気排混合OAP大気大気給炭機微粉炭一次空気Burner二次空気Burner一次空気電気設(shè)置

25、発電機設(shè)置電気、制御盤、発電機間配線工事保溫材設(shè)置前、金屬製変更伸部挿入微粉炭管改造250A150A高溫仕様改造31PRPPRP燃燒器試驗裝置燃燒器試驗裝置32PRPPRP燃燒器試驗現(xiàn)場燃燒器平臺燃燒器試驗現(xiàn)場燃燒器平臺33PRPPRP試驗燃燒器試驗燃燒器34PRPPRP燃燒器試驗裝置運行控制室燃燒器試驗裝置運行控制室35低揮發(fā)分燃料的特點和燃燒的問題低揮發(fā)分燃料的特點和燃燒的問題 低揮發(fā)分燃料的特點低揮發(fā)分燃料的特點揮發(fā)分揮發(fā)分 燃料比（燃料比（FC/VFC/V)無煙煤無煙煤 10% 66半無煙煤半無煙煤 15%3.53.5貧煤貧煤 20%3.53.5石油焦石油焦 11-12% 11-12%

26、 66 燃燒低揮發(fā)分燃時存在的主要問題燃燒低揮發(fā)分燃時存在的主要問題“三難一三難一高高”： - - 著火難，著火難， - - 燃燒和低負荷的穩(wěn)燃難燃燒和低負荷的穩(wěn)燃難 - - 降低飛灰含碳量難降低飛灰含碳量難 - - NOxNOx 的排放高的排放高36PRPPRP煤粉濃縮預(yù)熱低煤粉濃縮預(yù)熱低NOxNOx燃燒器工作原理示意圖燃燒器工作原理示意圖高溫?zé)釤煾邷責(zé)釤煔饣亓鳉饣亓髫毴剂弦淮物L(fēng)貧燃料一次風(fēng)富燃料一次風(fēng)富燃料一次風(fēng)三次風(fēng)三次風(fēng)切向燃燒切向燃燒二次風(fēng)二次風(fēng)二次風(fēng)二次風(fēng)富燃料一次風(fēng)富燃料一次風(fēng)三次風(fēng)三次風(fēng)高溫?zé)釤煾邷責(zé)釤煔饣亓鳉饣亓鲏κ饺紵龎κ饺紵物L(fēng)二次風(fēng)二次風(fēng)二次風(fēng).37試驗燃料成分分析試

27、驗燃料成分分析 無煙煤（無煙煤（ 鴻基鴻基 10A 10A） 石油焦（美國石油焦（美國） 揮發(fā)分揮發(fā)分(daf(daf) )9.9%9.9%11.3%11.3%燃料比（燃料比（C/V)C/V)9.19.17.87.8灰分灰分21.1%21.1%0.8%0.8%熱值熱值 27.5MJ/kg27.5MJ/kg 35.4MJ/kg35.4MJ/kg氮氮 2.5%2.5%1.2%1.2%硫硫 0.4%0.4%2.7%2.7%灰的軟化溫度灰的軟化溫度. .14951495o o C C 1190 1190o oC C38 石油焦石油焦 無煙煤無煙煤熱值熱值 J/kg3549035490 27510275

28、10表面水分表面水分 %4.64.6 3.73.7全全水分水分 % % 6.06.0 5.3 5.3工業(yè)工業(yè)分析分析水分水分 %1.51.5 1.71.7灰灰分分 %0.80.8 21.121.1揮發(fā)揮發(fā)分分 %. %.11.611.6 7.87.8固定固定碳碳 % %87.787.7 71.171.1燃料燃料比比C/V -C/V -7.867.86 9.129.12元素分析元素分析碳碳% 75.7 75.7 71.571.5水分水分 % %3.643.64 2.442.44氮氮 % % 1.56 1.56 2.42.4氧氧 % % 5.48 5.48 3.393.39全硫全硫分分 % %2.

29、722.72 0.430.43可燃可燃硫硫 %2.722.72 0.380.38不可燃硫不可燃硫%0.010.01 0.050.05* * 可磨度可磨度（HGIHGI） 50.1 50.750.1 50.7試驗燃料的祥細分析數(shù)據(jù)試驗燃料的祥細分析數(shù)據(jù) 石油焦石油焦 無煙煤無煙煤灰灰組成組成SiOSiO2 2 %17.617.655.355.3AlAl2 2O O3 3 %82682622.222.2Fe2OFe2O3 3 % %36.236.212.412.4CaO %CaO %4.564.560.570.57MgO %MgO %1.131.131.341.34NaNa2 2O %O %1.9

30、51.950.530.53K K2 2O %O %1.841.844.804.80SOSO3 3 % %0.290.290.580.58P P2 2O O5 5 % %0.470.470.180.18TiOTiO2 2 % %0.570.570.760.76MnO %MnO %0.250.250.110.11LiLi2 2O %O %0.0110.0110.0500.050CuO %CuO %0.010.010.0120% 20% 45045065PRP PRP 和和IHIIHI低低NOxNOx燃燒器的燃燒器的NOxNOx數(shù)值比較數(shù)值比較(1)(1)在燃燒器出口處在燃燒器出口處 (2) (2)

31、 在爐膛出口處在爐膛出口處測量位置（測量位置（mmmm）PRPPRP燃燒器燃燒器常規(guī)燃燒常規(guī)燃燒器器負荷（）負荷（）PRPPRP燃燒器燃燒器常規(guī)燃燒常規(guī)燃燒器器66PRPPRP燃燒器燃燒試驗的結(jié)論燃燒器燃燒試驗的結(jié)論火焰穩(wěn)定性：火焰穩(wěn)定性： 在燃燒低揮發(fā)分燃料時燃料在燃燒在燃燒低揮發(fā)分燃料時燃料在燃燒器出口處即可達到穩(wěn)定著火和燃燒，無任何脫火現(xiàn)器出口處即可達到穩(wěn)定著火和燃燒，無任何脫火現(xiàn)象。象。. . 三次風(fēng)擋板可有效靈敏地控制高溫?zé)釤煔饣亓鬟M入三次風(fēng)擋板可有效靈敏地控制高溫?zé)釤煔饣亓鬟M入燃燒器預(yù)熱室。燃燒器預(yù)熱室。因為試驗裝置的條件限制了在大范圍內(nèi)改變一次風(fēng)因為試驗裝置的條件限制了在大范圍內(nèi)

32、改變一次風(fēng)溫，溫， 但即使在一次風(fēng)混合物溫度為但即使在一次風(fēng)混合物溫度為9090o oC C時，也未對時，也未對低揮發(fā)分燃料的著火穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。因此低揮發(fā)分燃料的著火穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。因此, ,PRPPRP燃燃燒器可用于直吹式煤粉系統(tǒng)穩(wěn)定燃燒無煙煤燒器可用于直吹式煤粉系統(tǒng)穩(wěn)定燃燒無煙煤. .熱態(tài)試驗表明了在無火上風(fēng)的情況下該燃燒器也表熱態(tài)試驗表明了在無火上風(fēng)的情況下該燃燒器也表現(xiàn)了低現(xiàn)了低NOxNOx的性能。的性能。其飛灰燃燼碳的情況與日本其飛灰燃燼碳的情況與日本IHIIHI公司的常規(guī)公司的常規(guī)DFDF型低型低NOxNOx燃燒器為同一水平燃燒器為同一水平. .67快速預(yù)熱煤粉氣流對穩(wěn)定快速預(yù)熱

33、煤粉氣流對穩(wěn)定著火和燃燒的意義著火和燃燒的意義 快速加熱煤粉顆粒使揮發(fā)分迅速析出，即使燃快速加熱煤粉顆粒使揮發(fā)分迅速析出，即使燃燒低揮發(fā)分無煙煤，也可保證提前穩(wěn)定著火；燒低揮發(fā)分無煙煤，也可保證提前穩(wěn)定著火； 提前著火不僅增加了焦炭燃燼的停留時間，而提前著火不僅增加了焦炭燃燼的停留時間，而且快速加熱煤粉顆粒所導(dǎo)致的快速熱解，可增且快速加熱煤粉顆粒所導(dǎo)致的快速熱解，可增加焦炭的孔隙率改善其燃燼，從而可降低飛灰加焦炭的孔隙率改善其燃燼，從而可降低飛灰含碳量；含碳量； 提前穩(wěn)定著火有利于組織爐膛內(nèi)的燃燒，不需提前穩(wěn)定著火有利于組織爐膛內(nèi)的燃燒，不需爐膛內(nèi)大面積的衛(wèi)燃帶即可將火焰中心保持在爐膛內(nèi)大面積的衛(wèi)燃帶即可將火焰中心保持在合理位置，從而可防止結(jié)渣和避免腐蝕。合理位置，從而可防止結(jié)渣和避免腐蝕。68快速預(yù)熱煤粉氣流對控制快速