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期刊简介

  • 主管

    中国煤炭科工集团有限公司

  • 主办

    煤炭科学研究总院有限公司
    煤炭工业洁净煤工
    程技术研究中心

  • 主编

    解强

  • 刊期

    月刊

  • ISSN

    1006-6772

  • CN

    11-3676/TD

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一种新型低负荷稳燃燃烧器的气固流动特性研究

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作者:
黄椿朝,李争起,路跃,王誉霏,陈智超
单位:
哈尔滨工业大学 能源科学与工程学院; 哈尔滨工业大学郑州研究院
摘要:

现有燃用劣质煤锅炉无助燃最低稳燃负荷为50%,难以满足深度调峰需求。前人的研究主要聚焦于降低NOx排放,而非低负荷稳燃,试验条件大多设置为满负荷,缺乏对低负荷工况的研究。为解决燃用劣质煤锅炉深度调峰能力不足的问题,研发了一种新型低负荷稳燃技术。该技术保留了原有燃烧器的二次风结构,通过耦合中心给粉技术,引入旋流缝隙风,并结合对预混段和扩口的优化,可在最低30%负荷下仅依靠自身回流区实现稳燃。将该技术应用于一台350 MW劣质煤锅炉的LNASB燃烧器上,得到低负荷稳燃LNASB燃烧器。通过实验室气固两相试验,在30%锅炉负荷下,分析了缝隙风量对新型燃烧器气固流动的影响。试验结果表明:缝隙风可调控回流区形态和尺寸。缝隙风量为内二次风量的66%时,回流区为大环形,长度1.0d,直径0.48d,下边界距中心轴线0.075d (d为外二出口直径)。缝隙风量为44%时,为中心回流区,长度0.7d,直径0.60d。缝隙风为22%和0%时,回流区变为小环形,长度0.5d,直径分别为0.24d和0.32d。66%、44%、22%和0%缝隙风量时的总回流率分别为0.74、0.55、0.29和0.38,旋流数分别为0.872、0.934、0.784和0.512,气相/颗粒相的扩散角分别为37.8°/36.3°、38.4°/36.6°、35.1°/32.0°、36.0°/35.4°。在径向r=0~50 mm范围内,66%和44%缝隙风量的轴向速度低于22%和0%缝隙风的工况。22%缝隙风时切向速度的衰减更快。相同x/d下,无缝隙风时的径向速度大于有缝隙风时的工况,且负值范围更小。在x/d=0.1之后,66%和44%缝隙风时的湍流强度峰值高于其他两个工况。随着缝隙风量的减小,相同位置的湍流动能呈逐渐增大的趋势。相同位置下,0%缝隙风量时湍流动能耗散率低于有缝隙风存在时的工况。四种工况下的颗粒浓度沿径向呈“内浓外淡”分布。66%缝隙风量时,x/d=0.3~0.7范围内存在明显的颗粒回流,且回流的起点靠近燃烧器中心。44%缝隙风量时,x/d=0.5~0.7范围内存在中心区域的颗粒回流。0%缝隙风量时,峰值位置位于r/d=0.15附近,高浓度颗粒位于一次风边缘,明显的颗粒回流发生在x/d=0.1~0.3。22%缝隙风量时,颗粒没有明显的回流。

关键词:
低负荷稳燃
气固两相
旋流燃烧器
劣质煤
深度调峰
基金项目:
黑龙江省头雁行动计划
作者简介:
黄椿朝(1994),男,河北省冀州市人,博士研究生,燃煤锅炉深度调峰。E-mail: ustbhuangchunchao@163.com
通讯作者:
李争起(1967),男,黑龙江省哈尔滨市人,教授,燃煤锅炉深度调峰。E-mail: green@hit.edu.cn
图表:
引用格式:
黄椿朝,李争起,路跃,等.一种新型低负荷稳燃燃烧器的气固流动特性研究[J/OL].洁净煤技术,1-11
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