| 液排渣粉煤燃燒裝置的概況與研究 |
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價格：15000 元(人民幣) | 產地：鄭州 |
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鄭州達冠節能環保設備有限公司
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液排渣粉煤燃燒裝置的概況與研究 北京鋼鐵學院? 馮旭? 吳懋林? 王景甫 一、為什么要研制液排渣 ? ? 粉煤燃燒裝置 ? ? 壓縮用油，以煤代油，是我國目前能源? 展不大，其原因是多方面的，其中主要原因 開發和節約的重要原則之一。1981年全國燃? 是改造后燃燒效率降低，燃燒溫度降低，費 油約3300萬噸，約占石油產量的l／3，其中? ? 燃料而出力降低，爐體需改造，工作量大， 電站鍋爐工業鍋爐的燃油量占總燃油量的? ? 停爐生產時間長等。? “七、五”計劃期間， 213以上，如果用煤來代替2/3的油，不僅可? 大批燃油鍋爐不得不以煤代油，但到目前為 增加大量外匯和化工產品，而且可收到一億? 止，我國或國外都還沒有找到一個較好的燃 務美元的經濟效益。1984年六個學會聯合開? ? 煤技術方案，普遍存在著下列問題t 會研究以煤代油問題，但燃油鍋爐的改造迸? ? 1．煤的燃燒效率和燃燒強度較低，? ? 2．原有設備改造困難。傳統的旋風燃燒 室在鍋爐上的應用在我國已有二、三十年 的歷史，但是燃燒室是鍋爐不可分劑的一部 分，也就是說它和鍋爐構成一個整體，結構 龐大，使改造工作受到了很大的限制， ? ? 3．灰渣的影響。灰渣不僅惡化了鍋爐的 工作條件，而且污染環境， ? ? 4．渣場、煤場占地，一般要有二周的用 量堆集地。 ? ? 自國外出現能源危機以來，許多國家紛 紛研制以煤代油的系統，例如美國能源和環 境研究公司，目前正著手研制旋渦除渣燃燒 器，美國太陽燃氣公司和Babcock and WiLcox公司也從事這方面的研究，最有成 效的是美國TRW能源開發集團，他們從 1975年開始研制一種新型的液態排渣粉煤燃 燒裝罱，經過七年的時間，在樣機上從冷態試 驗，熱態試驗及半工業性試驗，取得了良好 的效果，預計到1986年達到商業化產品。這 種燃燒裝置適合于以煤代油的鍋爐改造，如 改動工作量不大，使用后出力不降低，氣力 輸送煤和渣，省場地，污染少，捕渣率達80 ～90%，碳的燒燼率達98%以上。TRW能 源開發集團表示愿意和我國合作，但是條件 苛刻，且到目前為止，技術尚不成熟。為 此，北京鋼鐵學院組織力量，正{i研制適合 我國具體情況的新型液態排渣粉煤燃燒裝 置，目前已若手進行冷態和熱態試驗。 二、液排渣粉煤燃燒裝置的特點 ? ? 1．燃燒器是獨立的 ? ? 它不與鍋爐構成一體，可以分割裝拆。 五十年代末，我國對旋風爐的研究已進行了 大量的工作，六十年代先后在上海、青島、武 昌等地的電廠鍋爐安裝了旋風爐，經過冷態 空氣動力場試驗，熱態試驗以及長期運行的 實踐，對旋風爐的理論和設計積累了大量的 ? JO 資料，創造了不少經驗。實踐證明，旋風爐 對煤種的適應范圍相當廣泛，能燃用煙煤、 貧煤和無煙煤，在蘇聯還用過褐煤，因而在 新建鍋爐上的應用，曾得到較快的發展，但 用于改建則不適宜。而新型液排渣粉煤燃燒 裝置由于其本身是一獨立的結構，用于燃油 鍋爐的改造，只需做少量改動，燃油噴嘴一 換即可，節省投資，節約時間，運行可囂， 不降出力。 ? ? 2．結構簡單緊湊 ? ? ioMBT U／h（相當于360kg／h標準煤） 燃燒室直徑0.43m? 長0.66m， ? ? 20MBTU／h（相當于720kg／h標準煤） 燃燒室直徑0.61m? K:1.22mj ? ? 250MBTU／h（相當于9000kg／h標準煤） 燃燒室直徑2.13m? 長=；．35m。 ? ? 3．燃料適應性強 ? ? 可用粉煤(200¨)，氣力輸送，也呵 用水煤漿、油煤漿。能成功地燃用"種煤， 包括低質煤。 ? ? 4．燃燒強度高 ? ? 容積熱疆度為(9～10)×l08千卡／時· 謄3，而～般旋風爐為(1～6)×ioar．'詹／¨寸· 米3，一收粉煤爐為(0．】5～O．2) xl、j o f f√ 時·米3。 ? ? 5．采用分段燃燒 ? ? NO。一般為250～i50ppm，與燃油爐 相近。 三、液排渣燃燒裝 ? 置的技術要點 ? 我們的研制任務，首先要解決的是順利 實現液渣排除和燃燒效率問題。液排渣的方向已得到普遍的承認，美、蘇、德等國普遍 采用液排渣方式。要實現液排渣，首先要求 燃燒室具有較高的溫度，如果煤灰的熔化溫 度為1450℃左右，一般認為灰渣的流動溫度 應高于灰渣熔化溫度100℃左右，那么，液 排渣燃燒室的火焰溫度必須達1500～ 1 700℃，甚至更高一些。在國外，如捷克、 蘇聯和美國等在這方面作了大量的工作，發 表了許多專著，美國TRW能源開發集團， 將阿波羅登月艙的液體火箭發動機的技術移 植到油改煤的工程中來，我國對燃燒空氣動 力場進行了廣泛的研究，對煤粉顆粒在燃燒 室空間的運動軌跡和停留時間作了大量的理 論分析工作。旋風燃燒室內氣流的旋轉速度 達20～30轉／秒，其離心加速度遠遠超過重 力加速度，粉煤在該力場作用下，大部分細 顆粒由于具有轤大的反應面在燃燒室空間燃 燒，燃燒強度很大。較粗的顆粒則拋向壁 面，在壁面高溫條件下燃燒，也就是說，懶 煤在燃燒室實現了空間燃燒和壁面燃燒的雙 重作用。因而粉煤可在非常小的空間內完成 燃燒過程，燃燒溫度可達1800℃，燃燒強度 可達(9～10)×lOa千卡／時·米3。同時由 于火焰的渦旋作用，不僅加速了燃燒過程， 而且在離心力作用下，使火焰充滿燃燒室， 這是獲得高燃燒效率和高排渣牢的重要條 件。 ? ? 燃燒室火焰溫度提高到1600～1800℃以 后，壽命問題就成為突出的矛盾。燃燒室的 爐壁分兩種情況，一種是水冷壁上加耐火涂 層，另一種則是沒有耐火材料的裸露水冷 壁。有耐火涂層的表面溫度高于灰渣的熔化 溫度，有時甚至高于耐火涂層本身的熔化溫 度。因此，對耐火涂層的材料提出了嚴格的 要求。這種材料必須具有較高的耐火度，良 好的抗渣性和耐急冷急熱性，且不得與氧化 亞鐵形成低熔共晶體。根據裴利(Bailey) 對液渣燃燒室測量的結果證明，灰渣中含鐵 量比燃煤灰分q!含鐵遢高67%，且主要以氧 化亞鐵形式存在，而氧化亞鐵常與其它物質 形成低熔共晶體。綜上所述，能滿足上述要 求的耐火材料莫過于其主要成份為三氧化二 鉻的鉻礦石，它的導熱性能好，耐火發高， 氧化亞鐵對它沒有損害。另外就是碳化硅。 但這兩種材料價值昂貴，在大生產中大量使 用很不經濟，目前采用各種耐火泥做涂層， 但效果不佳，我國曾用锫剛玉磚，壽命僅半 月。TRW能瀝i開發集團采用裸露水冷壁， 壁上有小釘，灰粒成液態后，掛在壁上，自 動保持一定厚度，水冷熱損失低于8%。 ? ? 裸露的水冷壁為什么能承受高溫熔渣的 侵蝕呢？首先是細小的灰末在水冷壁上形成 積渣層，稱為底層。在燃燒過程申，由于旋 風離心力的作用，灰渣粘附在此溫度較低的 底層上形成凝固層，凝固層逐漸增厚，以后 繼續粘附的灰渣滴，其熱量較難向外傳遞， 于是面向火焰的灰渣層的溫度達到灰渣熔化 溫度，成為液態渣而分離。由于采用分段燃 燒，燃燒室的空氣系數為0,7～0.9，保持還原 性氣氛，還原氣氛有利于灰渣熔化。在離心 力和重力的作用下，灰渣滴碰撞，由于表面 張力而合并成大渣滴與火焰分離，以液態流 入渣箱。 ? ? 液排渣燃燒室的幾何形狀和空氣動力場 有關，而空氣動力場在很大程度上取決于噴 嘴的設計，良好的噴嘴不僅要有利于氣體和 粉煤的混合，而且要求在燃燒室內形成合適 的壓力分布和回流區。 ? ? 燃燒室的空氣系數為0.7～0.9，即不允 全燃燒，煙氣中還含有CO和H2，在燃燒室 出口即爐膛入口處通入三次空氣，在爐膛 內燃燒。分段燃燒有幾個好處：首先是燃燒 室處于還原氣氛下，渣熔點降低，有利于液 排渣。其次，分段燃燒避免了傳統的高NO。 的形成，只有250～450ppm。試驗表明， 當空氣系數接近于0.7，空氣預熱溫度340℃ 11時，NO。最小。 ? ? 綜上所述，新型液排渣燃燒裝置的幾個 主要技術要點是： ? ? 1．j將液體火箭發動機技術移植于以煤代 油的工程上來，形成有利的空氣動力場，充 分混合，完全燃燒， ? ? 2．米用水冷器壁，自掛渣皮， ? ? 3.200目的細顆粒粉煤在旋風燃燒室內 燃燒極快， ? ? 4．三次分段進風，切線旋流，降低渣熔 點，減少NO。，碳燃燒率高達98%以上。 四、我們的工作 ? ? 在倪學梓教授的領導下，北京鋼鐵學院 正在進行新型液排渣粉煤燃燒裝置的研制工 作，已經設計了四種不同旋流強度的噴嘴， 其它設計和制造工作也已基本完成，1986年 開始進行冷態和熱態試驗。冷態試驗的目的 ．夤≯ ? ? 榭重 圖l? 燃巍裝置結構示意圖 嬸艟 首先研究燃燒室內的空氣動力特性，如軸 向，切向和徑向的速度分布及其變化規律， 回流區的分布，形狀，大小以及回流率，不 同結構不同幾何參數對流場的影響規律I三 次進風量的關系，噴嘴結構對燃燒室內氣體 運動的影響，著膜位置以及混合規律。 ? ? 熱態試驗主要研究：燃燒器的捕渣特性， 碳的燃燒率，燃燒裝置的壽命和燃燒裝置內 的溫度分布等。燃燒裝置結構示意如圖l。 |
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