一次风速对高浓度煤粉预燃式低氮燃烧器性能影响的数值模拟

2021年第04期

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作者：

王小龙

张飞龙

王里

许鑫玮

张仪祥

王学斌

谭厚章

单位：

国能神东煤炭集团有限责任公司；西安交通大学能源与动力工程学院

摘要：

高浓度煤粉燃烧器能稳定燃烧和显著降低NOx排放，是一种经济环保的燃烧技术，其一次风速对炉内着火延迟、煤粉燃烧稳定性以及NOx排放量都有重要的影响。为了确定适合新型高浓度煤粉预燃式低氮燃烧器的一次风速，为燃烧器的现场试验和实际运行提供指导依据，采用ANSYS Fluent软件模拟计算了一次风速对煤粉燃烧稳定性和NOx排放的影响。先进行网格无关性检验，并用一台25 t/h全尺寸煤粉工业锅炉进行试验，验证了模型的准确性。数值模拟计算结果表明：新型高浓度煤粉预燃式低氮燃烧器可在预燃室和炉膛内形成2个回流区，预燃室内的回流区保证煤粉稳定燃烧，炉膛内的回流区降低NOx。一次风速过低时，一、二次风的后期混合减弱，煤粉燃烧不稳定，NOx排放量略微升高；一次风速过高时，二次风与煤粉的混合被削弱，煤粉燃烧同样不稳定，且焦炭转化率明显下降，NOx排放大幅增加;一次风速从17 m/s增加到20 m/s，出口截面NOx浓度提高约10%；适当的一次风速不仅能稳定煤粉着火和燃烧，还能实现NOx低排放。试验研究燃烧器的最佳一次风速在14～17 m/s。

关键词：

一次风速

预燃室

低氮燃烧器

NOx

数值模拟

作者简介：

王小龙（1988—），男，陕西榆林人，工程师，从事矿区工业锅炉低NOx燃烧技术改造工作。E-mail:20017147@chnenergy.com.cn。通讯作者：王学斌，教授，研究方向为清洁燃烧与污染物控制。E-mail： wxb005@mail.xjtu.edu.cn

图表：

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煤炭清洁高效转化理论与技术专刊

引用格式：

王小龙，张飞龙，王里，等.一次风速对高浓度煤粉预燃式低氮燃烧器性能影响的数值模拟［J］.洁净煤技术，2021,27(4):132-138. WANG Xiaolong，ZHANG Feilong，WANG Li,et al.Numerical simulation of the effect of primary air velocity on the performance of high-concentration pulverized coal pre-combustion low-nitrogen burner［J］.Clean Coal Technology，2021,27(4):132-138.

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