风包粉＂系列浓淡煤粉燃烧器.ppt

“风包粉风包粉”系列浓淡煤粉燃烧技系列浓淡煤粉燃烧技术术高稳燃性能低高稳燃性能低NOxNOx排放煤粉燃烧技术排放煤粉燃烧技术孙绍增哈尔滨工业大学二OO二年三月十二日“风包粉风包粉”系列浓淡煤粉燃烧技系列浓淡煤粉燃烧技术术q水平浓缩煤粉燃烧器，专利号：ZL 92 1 04843.3，ZL 92 2 24103.1q 水平浓淡风煤粉燃烧器，专利号：ZL 93 2 44359.1q 径向浓淡旋流煤粉燃烧器，专利号：ZL 96 2 45179.7q 不等切圆墙式布置直流式燃烧器，专利号：ZL 98 2 44554.7q 百叶窗煤粉浓缩器，专利号：ZL 92 2 09806.1一、水平浓缩煤粉燃烧器一、水平浓缩煤粉燃烧器发发 明明 专专 利利:ZL 92 1 04834.3ZL 92 1 04834.3实用新型专利实用新型专利:ZL 92 2 24103.1ZL 92 2 24103.1CECE公司直流式煤粉燃烧器公司直流式煤粉燃烧器由于一、二次风刚性不同，造成一、二次风分离，例如由于风速不同或由于喷口形状不同 等原因 四角切向燃烧水平水平浓缩煤粉燃烧器的浓缩煤粉燃烧器的原理原理1-1-一次一次风风管道管道;2-2-煤粉浓缩器煤粉浓缩器;3-3-浓煤粉气流火嘴浓煤粉气流火嘴;4-4-淡煤粉气流火嘴淡煤粉气流火嘴;5-5-内侧内侧假想假想切圆切圆;6-6-外侧外侧假想假想切圆切圆;7 7水冷水冷壁壁;8-8-氧化氧化性气氛区性气氛区采用水平浓淡和垂直浓淡燃烧方式的四角切圆燃烧锅炉炉膛颗粒浓度场二、水平浓淡风煤粉燃烧器专 利 号:ZL 96 2 45179.7水平浓淡风煤粉燃烧器水平浓淡风煤粉燃烧器三、径向浓淡旋流煤粉燃烧器三、径向浓淡旋流煤粉燃烧器专专 利利 号号:ZL 93 2 44359.1ZL 93 2 44359.1径向浓淡旋流煤粉燃烧器径向浓淡旋流煤粉燃烧器1炉墙炉墙2直流二次风通道直流二次风通道3旋流器旋流器4旋流二次风通道旋流二次风通道5一次风通道一次风通道6中心管中心管7点火装置点火装置8直流二次风挡板直流二次风挡板9煤粉浓缩器煤粉浓缩器10淡一次风风道淡一次风风道11浓一次风风道浓一次风风道径向浓淡和蜗壳式旋流煤粉燃烧器径向浓淡和蜗壳式旋流煤粉燃烧器出口颗粒浓度场对比出口颗粒浓度场对比采取措施使煤粉相采取措施使煤粉相对集中于炉膛中部对集中于炉膛中部燃烧，而炉膛四周燃烧，而炉膛四周则空气相对过剩，则空气相对过剩，实现了实现了“风包粉风包粉”。首次发现：很多情况首次发现：很多情况下煤粉被无意识分离下煤粉被无意识分离到炉膛四周，引起结到炉膛四周，引起结渣、高温腐蚀、且降渣、高温腐蚀、且降低燃烧效率；低燃烧效率；四、不等切圆墙式布置直流式燃烧器四、不等切圆墙式布置直流式燃烧器专专 利利 号号:ZL 98 2 44554.7ZL 98 2 44554.7适用于燃烧褐煤采用风扇式磨煤机的锅炉适用于燃烧褐煤采用风扇式磨煤机的锅炉墙式布置直流燃烧器墙式布置直流燃烧器改前炉内颗粒浓度分布改前炉内颗粒浓度分布墙式布置直流燃烧器改后图墙式布置直流燃烧器改后图1一次风一次风 2二次风二次风“风包粉风包粉”系列浓淡煤粉燃烧技系列浓淡煤粉燃烧技术术应用情况应用情况水平浓缩煤粉燃烧器应用情况统计表水平浓缩煤粉燃烧器应用情况统计表水平浓淡风煤粉燃烧器应用情况统计表水平浓淡风煤粉燃烧器应用情况统计表墙式布置直流煤粉燃烧器应用情况统计表墙式布置直流煤粉燃烧器应用情况统计表径向浓淡旋流煤粉燃烧器应用情况统计表径向浓淡旋流煤粉燃烧器应用情况统计表经济效益统计表“风包粉风包粉”系列浓淡煤粉燃烧技系列浓淡煤粉燃烧技术术在我国获得广泛应用在我国获得广泛应用50座电厂座电厂93台锅炉台锅炉总装机容量总装机容量18392.8 MW哈尔滨锅炉厂哈尔滨锅炉厂上海锅炉厂上海锅炉厂东方锅炉厂东方锅炉厂北京北京B&W公司公司武汉锅炉厂武汉锅炉厂哈工大煤粉燃烧器的适用范围和性能2000年获得国家技术发明奖二等奖其他获奖励情况q20002000年，黑龙江科技进步一等奖年，黑龙江科技进步一等奖q20002000年，黑龙江省教委科技进步一等奖年，黑龙江省教委科技进步一等奖q19991999年，河南省电力工业局科学技术进步奖年，河南省电力工业局科学技术进步奖一等奖一等奖 华中电力集团科学技术进步奖二等奖华中电力集团科学技术进步奖二等奖q19981998年，航天部科技进步三等奖年，航天部科技进步三等奖焦作电厂焦作电厂 HG 670 t/h HG 670 t/h 锅炉锅炉q世界上首台采用四角切圆燃烧方式成功世界上首台采用四角切圆燃烧方式成功燃用无烟煤大型煤粉锅炉，被美国燃用无烟煤大型煤粉锅炉，被美国CECE公公司定为设计蓝本；司定为设计蓝本；q9696年前曾采用过大速差燃烧器，双通道年前曾采用过大速差燃烧器，双通道通用主煤粉燃烧器，反吹反切技术，使通用主煤粉燃烧器，反吹反切技术，使锅炉低负荷能力到达锅炉低负荷能力到达70%;70%;q问题：掉大焦块导致灭火。问题：掉大焦块导致灭火。q19981998年年6 6月采用水平浓缩煤粉燃烧器改月采用水平浓缩煤粉燃烧器改造成功造成功。q在在4550%4550%ECRECR下下长期长期不投油不投油稳定运行稳定运行。焦作电厂焦作电厂 HG 670 锅炉运行情况锅炉运行情况焦作电厂焦作电厂 HG 670 锅炉运行情况锅炉运行情况q节油情况：q改前改前 97 97年年11 11月月9898年年3 3月月 5 5个月个月5 5#炉炉 助燃助燃油油 2353 2353 吨吨q改后改后 98 98年年7 7月月9898年年11 11月月 5 5个月个月5 5#炉炉 助燃助燃油油 52 52 吨吨节约节约 2301 2301 吨吨q六台六台锅炉锅炉 年创效益年创效益 5496 5496万元万元焦作电厂#5炉改造前后燃尽情况焦作电厂焦作电厂 HG 670 锅炉运行情况锅炉运行情况q锅炉锅炉效率效率提高提高2.532.53百分点百分点（由（由88.58%88.58%提高提高到到91.11%91.11%）。）。q抗结渣抗结渣能力改善能力改善，未因结渣，未因结渣影响运行影响运行（改造改造前前因掉因掉大渣块大渣块导致导致灭火灭火），），破天荒破天荒地地连续连续运行运行180180天。天。qNOxNOx 800 mg/m 800 mg/m3 3（折折O O2 2=6%=6%）焦作电厂焦作电厂 HG 670 锅炉改造情况锅炉改造情况从从19981998年年6 6月至月至19991999年年8 8月，月，6台锅炉全部改锅炉全部改造完毕，前后仅用造完毕，前后仅用15个月，其中，其中4 4台锅炉是台锅炉是利用小修完成改造的。利用小修完成改造的。W火焰锅炉火焰锅炉 vs.四角切圆燃烧锅炉四角切圆燃烧锅炉“风包粉风包粉”系列浓淡煤粉燃烧技系列浓淡煤粉燃烧技术术关键技术和理论的研究关键技术和理论的研究煤粉浓度对着火热的影响燃料燃料N N的生成和转化的生成和转化哈工大热能工程专业哈工大热能工程专业煤粉燃烧领域博士论文煤粉燃烧领域博士论文研究内容研究内容浓淡煤粉燃烧基本参数的研究浓淡煤粉燃烧基本参数的研究高效低阻的煤粉浓缩器的研制高效低阻的煤粉浓缩器的研制浓淡煤粉气流之间的分隔装置，及其对气流和颗粒流场的影响浓淡煤粉气流之间的分隔装置，及其对气流和颗粒流场的影响切圆燃烧炉内空气动力场和燃烧器参数对空气动力场影的响切圆燃烧炉内空气动力场和燃烧器参数对空气动力场影的响水平浓淡和垂直浓淡燃烧气固两相流场的比较研究水平浓淡和垂直浓淡燃烧气固两相流场的比较研究侧二次风的研究侧二次风的研究不同煤种一二次风参数对煤粉气流着火、燃尽和不同煤种一二次风参数对煤粉气流着火、燃尽和NOxNOx排放影响排放影响稳燃齿对煤粉气流着火和稳燃齿对煤粉气流着火和NOxNOx排放影响的研究排放影响的研究旋转流场的结构及其气固混合特性旋转流场的结构及其气固混合特性混煤的热解、燃烧和污染物排放特性混煤的热解、燃烧和污染物排放特性径向浓淡旋流燃烧器耐磨材料的研究径向浓淡旋流燃烧器耐磨材料的研究低低NOxNOx燃烧器的运行特性燃烧器的运行特性浓缩比、浓淡风比和煤粉浓度的关系浓缩比、浓淡风比和煤粉浓度的关系哈哈工工大大1 1M MWWt t煤煤粉粉燃燃烧烧试试验验台台浓缩比对煤粉燃尽影响的试验结果浓缩比对煤粉燃尽影响的试验结果(RQ=1)煤粉浓缩器的性能比较煤粉浓缩器的性能比较淡淡一一次次风风扩扩口口为为V V型型和和普普通通型型时时代代湍湍流流正正应应力力分分布布 炉炉内内空空气气动动力力场场的的示示踪踪改造前后甲层一次风喷口横截面速度矢量分布图改造前后甲层一次风喷口横截面速度矢量分布图改造前后甲层一次风喷口横截面速度矢量分布图改造前后甲层一次风喷口横截面速度矢量分布图改造前后炉膛截面上颗粒浓度分布改造前后炉膛截面上颗粒浓度分布一一维维煤煤粉粉燃燃烧烧试试验验台台低低NOx燃烧器的运行特性燃烧器的运行特性低低NOX排放高稳燃性能煤粉燃烧技术的研排放高稳燃性能煤粉燃烧技术的研究究 -国家电力公司重大科技项目国家电力公司重大科技项目项目的目标项目的目标q开发适合中国劣质煤的低NOx排放技术q在6个电厂进行示范工程q为NOx排放提供价格合理的技术(RACT)技术指标技术指标煤种 NOx排放 稳燃能力烟煤 400mg/m3 3540%ECR褐煤 400mg/m3 50%ECR贫煤 650mg/m3 4045%ECR无烟煤 700mg/m3 4550%ECRq不降低燃烧效率q防止结渣和高温腐蚀首阳山电厂结果首阳山电厂结果-1-1首阳山电厂结果首阳山电厂结果-2 2q调峰能力:40%q避免了炉膛水冷壁和屏过的结渣qNOx 排放:364 mg/m3,此时锅炉效率 91.5%安阳电厂结果安阳电厂结果q调峰能力:40%,燃尽充分q飞灰可燃物含量：从 6%降到 2-4%qNOx 排放:600 mg/m3中二次风水平摆角的作用焦作电厂结果焦作电厂结果qNOx NOx 排放排放200200MWMW 690 690 700 700mg/mmg/m3 3220MW220MW 800 840800 840mg/mmg/m3 3qOFAOFA的作用的作用降低降低NOx NOx 排放约排放约10%10%左右左右q燃尽得到明显的改善燃尽得到明显的改善q水平浓淡风煤粉燃烧器具有显著的防止水平浓淡风煤粉燃烧器具有显著的防止结渣的作用结渣的作用我们的体会q煤质和一二次风的混合对NOx 排放具有重大影响，而且二者相互影响q为了对NOx 排放进行精细控制，必须对燃料的排放特性进行深入研究q在大型燃煤锅炉中，热力型NOx占总NOx排放的量远远大于传统理论的预测比例（20%）超临界和超超临界锅炉燃烧技术的思考超临界和超超临界锅炉的特点q参数高参数高q自动化水平高自动化水平高q环保排放要求高环保排放要求高对超临界和超超临界锅炉燃烧技术的要求q热负荷均匀，烟温偏差小热负荷均匀，烟温偏差小q调节性能好调节性能好qNOx排放低排放低q煤质适应性好煤质适应性好q安全性能好安全性能好对超临界和超超临界锅炉燃烧技术的设想q径向浓淡旋流煤粉燃烧器径向浓淡旋流煤粉燃烧器/水平浓淡风煤水平浓淡风煤粉燃烧器粉燃烧器稳燃稳燃/高效高效/降低排放（一次措施）降低排放（一次措施）/防结渣防结渣和高温腐蚀和高温腐蚀q炉内空气整体分级燃烧炉内空气整体分级燃烧q炉内再燃（燃料分级）炉内再燃（燃料分级）q尾部烟气净化（脱硫脱硝）尾部烟气净化（脱硫脱硝）感谢各位领导和专家！感谢各位领导和专家！