预混/分级模式下氨煤混燃着火特性的试验研究
冷猛1
娄依崇2
陈境烨2
余作超2
翁武斌3
孟德润4
何勇3
朱燕群3
王智化3
1.白音华金山发电有限公司,内蒙古锡林郭勒盟 0262002.浙江大学能源高效清洁利用全国重点实验室,浙江 杭州 3100273.浙江大学能源高效清洁利用全国重点实验室,浙江 杭州 310027;浙江大学青山湖能源研究基地,浙江 杭州 3113004.浙江大学青山湖能源研究基地,浙江 杭州 311300
摘要：为探究在近工业应用的湍流旋流条件下氨煤混燃的关键着火机理与调控规律,以应对其在燃煤锅炉推广应用中面临的着火稳定性挑战,采用自主搭建的管式双旋流燃烧器试验台,通过光学诊断与图像处理技术,对煤粉火焰的着火特性进行了系统性研究.试验定量分析了氨气注入方式(随一次风预混/随二次风分级)、氨热值掺烧比(ENH3,0～50％)和总体当量比(Φtotal,0.59～0.95)对着火延迟时间的影响.结果表明:氨气的注入方式是调控煤粉着火性能的主导因素.相较于预混模式,分级注入(氨气随二次风供给)能极大促进煤粉着火,在相同掺氨比(ENH3=30％)下,其下游煤粉着火延迟时间可从预混模式的9.8 ms显著缩短至4.4 ms,降幅超过55％.其核心机理在于:分级模式下,氨气在二次风中形成独立的高温火焰,为一次风中的煤粉颗粒提供了强大的热烟气环境,有效避免了2种燃料在贫氧的一次风中对氧气的竞争,实现了快速点火.在分级模式下,提高氨掺烧比可有效缩短着火延迟时间,当ENH3从10％增至50％,上游煤粉着火延迟时间呈现持续缩短的趋势.与此同时,降低总体当量比则会抑制煤粉着火,当ENH3维持在50％而Φtotal从0.95降至0.59时,下游煤粉着火延迟时间从6.1 ms延长至8.3 ms.在预混模式下,氨掺烧比的影响则呈现出显著的空间依赖性.在上游近场区着火延迟时间随ENH3的增加而延长,而在下游远场区着火延迟时间随ENH3增加反而缩短.研究证实,实现氨与煤粉的空间分级注入,是保障高比例氨煤混燃系统稳定着火的根本途径.研究揭示的关键调控策略与机理,为工业级氨煤混燃燃烧器的设计与优化提供了参考.
关键词：氨煤混燃旋流燃烧着火特性分级燃烧氨掺烧比当量比
分类号：TQ534(煤化学及煤的加工利用)TK16(热能、热力工程)
资助基金：国家自然科学基金(U24B2068)国家自然科学基金(52125605)浙江省自然科学基金资助项目(LR23E060001)浙江省自然科学基金白马湖实验室区域创新发展联合基金资助项目(LBMHZ24E060001)
论文发表日期：2026-01-31
在线出版日期：2026-03-20（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 161-168 )
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