煤粉浓缩预热低NOz燃烧器PRP燃烧器一种新型的低Noz燃烧技术.pdfVIP

火电厂脱硫脱硝技术研讨与交流会 煤粉浓缩预热低NOx燃烧器(PRP燃烧器) 一一种新型的低NOx燃烧技术一 清华大学贾臻，毛健雄，张海 摘要 低氧、浓缩、预热煤粉燃烧是一种先进的低NO。稳燃技术。多年的应用实践和工业试验的结果表明，煤粉浓缩预 热燃烧器(PRP燃烧器)通过特殊的预热室结构可以合理地组织高温烟气回流，在预热室内快速加热较低风煤比 的煤粉气流，促进煤颗粒热裂解，加快和加大挥发分的析出，并可以按照所燃煤种的着火特性调节补气门开度控 制煤粉预热温度，保持煤粉在燃烧器喷口外稳定着火，具有优异的煤种适应性和低负荷稳燃能力，同时具有良好 低N0x排放特性，这种特性在燃烧低挥发分和难燃煤种时表现尤为突出。其工作原理和效果与国际上高温空气燃 烧技术相符，但工程上却更具有在煤粉锅炉上实施的可行性。PRP燃烧器的设计理念有利燃煤电站应对煤质多变、 经济性指标趋高和环保指标趋严的新挑战。 关键词：PRP燃烧器、预热、稳燃、低NO。燃烧、低挥发分煤种 前言 我国电力事业发展迅速，短期内新投运机组剧增，而煤炭生产、交通运输和调节管理相对滞后，煤电供应呈现煤 源不稳定、煤种多变和煤质普遍变差的态势；发电单位彼此竞争激烈，越来越重视生产的经济性，有很多情况下 主动燃用价格较低廉的难燃燃料，如贫煤、无烟煤和劣质烟煤；与此同时，国家和地方对电站锅炉污染物排放的 限制加强。面对供煤、经济性和环保三大压力加重的新形势，火电厂对锅炉燃烧系统的核心设备一煤粉燃烧器 的煤种适应性、燃烧稳定性、降低飞灰可燃物性能和低NOx燃烧性能等提出了更高的要求。 近二十年来，国内外研究人员开展了大量的先进燃烧理论研究，并开发了多种先进的燃烧技术。其中，高温空气 Air 燃烧(HighTemperature Oxidation, 日本，随后在美国和欧洲都得到相当的重视，但名称上有些不同，如在德国被称为无焰氧化fflameless andintenselow dilution FLOX)，在美国被称为LowNO。Lnjection(LNI)，在意大利被称为Moderateoxygen oC以上，然后与燃料分别供入燃烧空 combustion(MILD)。其原理是通过蓄热换热的方式将空气温度预热到1000 间。由于空气经过高温预热，整个燃烧空间都处在很高的温度水平，不像常规燃烧时那样只有在有火焰的燃烧区 温度才很高，而其他区域的温度则相对低得多。高温保证了燃烧稳定性，使得与燃料发生氧化放热反应的氧气浓 度远远低于通常的21％，甚至可以低于5％，从而将Nox的生成控制在很低的水平，实现了超低氮氧化物的燃烧。 传统的高温空气燃烧使用的是外置的加热器，加热的工质是二次风空气，这种方式只能适合于气体燃科【2，3】。如 何在实际的燃煤电站锅炉上实现经济上可行的高温空气燃烧技术，一直是研究人员期待解决但又没有解决的问 题。主要的原因是传统的高温空气燃烧使用外置的热交换器将二次风加热到10000C左右的高温，而煤粉燃烧后的 烟气是一种含尘气体，在高温换热器下工作将出现结渣和积灰现象，在工程上很难实施，另外锅炉设备结构庞大， 受热面布置复杂，换热器可能的烟气入口温度已经大大地小于绝热温度，而所需的二次风量大，技术上实现将大 风量的二次风加热到10000C左右的高温，而后保温送入燃烧室非常困难【3】。本文作者发现利用卷吸炉内高温烟 气在入炉前快速预热高浓度煤粉气流至接近着火点的高温，同时保证燃烧前期的还原性气氛同样可以达到传统 介绍的一种专利燃烧器技术，称为煤粉浓缩预热低NOx燃烧器【5】(简称PRP燃．烧器)，说明通过合理的燃烧器结构 和配风系统实现煤粉气流的无焰氧化的可行性，以期与国内同行们进行广泛深入的交流，探讨实现我国燃煤锅炉 的稳燃和低Nq排放的最佳方法。 火电厂脱硫脱硝技术研讨魑交流会 适威性，可以在运行中根据煤种的改变自动调节预热温度来保证着火的稳定性。 (3)提前着火不仅增加了焦炭燃烬的停鳃时闻，巍且快速加热煤粉颗粒衡导致鲍快速热解，可增攘焦炭的孔 隙率改善其燃烬，从而必降