一种新型低负荷稳燃燃烧器的气固流动特性
黄椿朝1
李争起1
路跃1
王誉霏2
陈智超2
1.哈尔滨工业大学 能源科学与工程学院,黑龙江 哈尔滨 150006;哈尔滨工业大学 郑州研究院,河南 郑州 4500002.哈尔滨工业大学 能源科学与工程学院,黑龙江 哈尔滨 150006
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 1 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,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(x为测点到出口的距离),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 2 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.4 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 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 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
分类号：TM621.2(发电、发电厂)
论文发表日期：2025-06-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 218-228 )
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