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生物質(zhì)顆粒和木粉混燒時(shí)生物質(zhì)燃燒機(jī)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行工況對(duì)氮氧化合物排放量的影響

    臣譯文簡(jiǎn)介盈通過對(duì)出力及爐膛結(jié)構(gòu)各異的幾種鍋爐、均試驗(yàn)研究，認(rèn)為混燒無煙煤末及木粉，，過量空氣系數(shù)的變化對(duì)II O。含量的影響甚微；燃燒器的型式及布置方式對(duì)NO。

    熱電站的排放物是大氣被氮氧f匕含物污染的主要！耳素之一。因．'-芷還無從爐煙巾清

除NOx的有i工』■才法，故試圖。泛川一，：蘭j二：內(nèi)7乏運(yùn)行措施以限制氨氧化合物在爐雎內(nèi)

的生成量。

兩個(gè)爐體的外形尺寸，燃燒室結(jié)構(gòu)及熱功率是完全相同的。爐膛由下輻射區(qū)前、后墻水冷壁^凸出部分所組成的縮腰分成燃燒室和燃燼室。按管子的中心線計(jì)算，下輻射區(qū)爐膛的截面尺寸為10845×7750毫米。按生物質(zhì)顆粒計(jì)算，燃燒室的設(shè)計(jì)熱負(fù)苛g，= 560千瓦／米3（= 480 x l03大卡／米3，時(shí)）。標(biāo)高15700毫米以下的燃燒室水冷壁焊有銷釘并敷上碳化硅涂料。12只旋流式煤粉、氣體生物質(zhì)燃燒機(jī)分兩排對(duì)沖布置在前后墻上。兩排生物質(zhì)燃燒機(jī)相距2650毫米，相鄰燃燒黯中心線間的離距為3600毫米。燒生物質(zhì)顆粒時(shí)，每只生物質(zhì)燃燒機(jī)的出力為5噸／時(shí)。用溫度為350℃的熱風(fēng)送粉。鍋爐配有三套帶中間粉倉(cāng)的制粉系統(tǒng)。干燥劑排至燃燒室側(cè)墻上的兩排矩形噴口。

    除了原型設(shè)備之外，還對(duì)改裝后的rnn-ll0鍋爐進(jìn)行過試驗(yàn)。大部分干燥劑送入上排生物質(zhì)燃燒機(jī)，將二次風(fēng)轉(zhuǎn)增到下排生物質(zhì)燃燒機(jī)。*后達(dá)到Gc r’>1．鍋爐上安裝的旋流式燃燒器強(qiáng)大了一次風(fēng)通道的截面比，D。／Di=o．玎，并rL上排生物質(zhì)燃燒機(jī)有三次風(fēng)通道，三次風(fēng)由專門的蝸殼產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)[文獻(xiàn)2]。a r=1.05時(shí)，下排生物質(zhì)燃燒機(jī)設(shè)計(jì)的一、=次風(fēng)出口速度為：W"= lo．：米／秒~WLT=22．．4米／秒，上擗生物質(zhì)燃燒機(jī)Nv：=15.2米／秒，W j T=：3．S爪／7秒。上排生物質(zhì)燃燒機(jī)出口的三次風(fēng)速為W。=20米／秒。

    T ri一90鍋爐與15萬千瓦的汽輪發(fā)電機(jī)配套，額定出力為500噸巾4-。爐膛由雙面水冷生分成兩半，每一半的截面鄙是矩形，水冷壁管中心線之問的尺寸為7936×7680毫米。灰斗斜坡墻及標(biāo)高在11700毫米以下的垂直管均焊上銷釘并敷以鉻礦砂涂料。切向布置的四角生物質(zhì)燃燒機(jī)安裝在側(cè)墻上，共八組。按生物質(zhì)顆粒計(jì)算，每組生物質(zhì)燃燒機(jī)的出力為7.5噸／時(shí)。乏氣噴咀布置在生物質(zhì)燃燒機(jī)的下部。熱風(fēng)送粉，一、二次風(fēng)出口速度設(shè)計(jì)值為24.6和38.5米／秒，將rrn_90鍋爐的四角布置直流式生物質(zhì)燃燒機(jī)取消，而代之以兩側(cè)墻對(duì)沖布置的、有垂直分流的長(zhǎng)縫形生物質(zhì)燃燒機(jī)，對(duì)這種設(shè)備也進(jìn)行過研究。干燥劑送入布置在主燃燒器下面的圓形噴口。

    出力為430噸／時(shí)的Tn-70鍋爐膛為矩形，管子中心線間在平面上尺寸為14016×7552毫米。水冷壁下部有銷釘和鉻礦砂涂料。鍋爐裝有12個(gè)oprp3c-UI<rn型煤粉一氣體生物質(zhì)燃燒機(jī)。其中十個(gè)分兩排布置在前墻（下排六個(gè)，上排四個(gè)）。兩排相距3000亳米，兩桕’；B生物質(zhì)燃燒機(jī)相距2176毫米。還育兩個(gè)生物質(zhì)燃燒機(jī)布置在兩側(cè)墻，比前墻下排生物質(zhì)燃燒機(jī)低2米。生物質(zhì)燃燒機(jī)為熱風(fēng)送粉，而廢干燥劑則排入后墻上向下壩鈄的雙層噴咀中。

    額定出力230噸，／時(shí)的rⅡ一粥0-2鍋爐：擴(kuò)、勝為開式，截面j己寸為ioioo×7750毫米。額定出力時(shí)鍋爐膛截面熱負(fù)荷計(jì)算值為gF=2。3兆瓦／米2（=10 30．×10 3大卡／米2時(shí)）。水冷壁的下部有銷釘并欺上鉻礦砂。六個(gè)次蠣殼煤粉一氣體生物質(zhì)燃燒機(jī)呈倒三角形在爐膛f四刎墻對(duì)沖布置，按生物質(zhì)顆粒計(jì)算，每M然燒船的出力為4．G噸／’時(shí)。生物質(zhì)燃燒機(jī)可以從中問送入天然氣一次風(fēng)出口速度為15米／7秒，二次風(fēng)速23米／秒。用溫度為130℃的干燥劑送粉，部分干燥劑經(jīng)布置在前墻標(biāo)高12600毫米處的兩個(gè)雙層噴口排入爐膛。試驗(yàn)時(shí)熱風(fēng)溫度為343℃。

    為了便于將試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，用同樣的方法對(duì)所有鍋爐進(jìn)行測(cè)量和整理數(shù)據(jù)。試驗(yàn)仨接近鍋爐額定出力的穩(wěn)定工況下進(jìn)行。試驗(yàn)時(shí)測(cè)量表征鍋爐工作有關(guān)的參

    對(duì)于ruii-ll0，rII-7070-rn-2:30_2鍋：∽扯俗煤翻m囊量l、l}FU『1的復(fù)氧化合物含量，-，i，'j-r n--90釘j。丁1，貝1在過裂1：≥后州0量，j_可iij’祀！這！蘭洲4，_l漢卡：l-，』1：rx r!一一3 M型炯?xì)夥症粲懸怼�：i巾的二氯化碳、一氧化碳和‘1氣的A.量。按I，Ⅱ的弗！裎，籍助于rx-4型煙氣分析改，用-性色譜法（JI nH efiH O-KOⅡop：TCT P I I-c C-KnIIMCTO/l）測(cè)量氮氧化合物的濃度，指示管淡數(shù)的正確性用化與！方法校驗(yàn)。

    圖2是各種鍋爐煙氣中的氮氧化合物含量與省煤器前過量空氣系數(shù)之間關(guān)系的測(cè)量結(jié)果。在該圖中假定將氮氧化臺(tái)物的含量折算成a = 1.2時(shí)的NO。含量�；鞜裏o煙煤未和木粉時(shí)，在所研究的過量空氣系數(shù)范罔r，  (a'B．≥=1.1～1. 35)，隨著燃燒：耳過量空氣數(shù)的增加，氮氧化，≥物的濃度只有微小的變化。這就說叫為什么改裝后的r nn-ll0鍘爐，將大部分干燥劑送入燃燒器也沒有導(dǎo)致氨氧化合物排放量有嘲ri．變化，圖2巾各曲煞．的層次也_：分明。

    混燒生物質(zhì)顆粒和燥泥時(shí)(Q]P,= 190CC—20075千焦?fàn)枺�公�? 4540～5000大卡，

較上述各種鍋爐的測(cè)量結(jié)果表明：盡管生物質(zhì)燃燒機(jī)的結(jié)構(gòu)和它的布置是多樣化的，而爐炯中的氮氧化合物含量卻都維持在0.4～0.5克／米3這同一水平（圖2），而且較大的數(shù)值對(duì)應(yīng)于發(fā)熱量較高的煤。雖然TII_丁-1】0爐鍋爐一個(gè)爐體的熱功率比比，rn-230-2鍋爐約高1.5倍，在混燒生物質(zhì)顆粒利木粉以及液態(tài)排渣的情況下，也未發(fā)現(xiàn)鍋爐熱功率對(duì)爐煙中的氮氧化合物含量有明顯影響。當(dāng)生物質(zhì)顆粒木粉摻上30%的庫(kù)茲涅茨煙煤時(shí)，將導(dǎo)致爐煙中的氮氧化合物含量劇增(圖2)。

    燃料發(fā)熱量增加會(huì)引起氮氧化合物攤放量有一定增加，分析表砂J，在這些試驗(yàn)中燃料質(zhì)量的變化主要是由于燃料灰分變化所引起的。由于燃料的水分、揮發(fā)分和煤粉細(xì)度的變化不大，無必要建立NOx含量與它們的關(guān)系。

    正如所預(yù)計(jì)的那樣降低負(fù)荷會(huì)減少NO。的生成量。圖3表示TⅡri-ll0鍋f爐混燒生物質(zhì)顆粒與庫(kù)茲涅茨煙煤時(shí)，爐煙中氮氧化合物濃度的變化和機(jī)組相對(duì)負(fù)苛的關(guān)系。在這些試驗(yàn)中維持爐膛出口過量空氣系數(shù)不變。

對(duì)切向布置的有流式生物質(zhì)燃燒機(jī)和有分流器的，對(duì)沖布置的狹縫形生物質(zhì)燃燒機(jī)之T n-90鍋爐進(jìn)行的研究表明；0c r=1.1～1.2，燒生物質(zhì)顆粒木粉時(shí)，上述各種生物質(zhì)燃燒機(jī)及其布置系統(tǒng)沒有一種對(duì)于降低氮氧化合物排放量來說有什么顯著的優(yōu)點(diǎn)（圖4）。該圖上給出燃燒天然氣時(shí)，對(duì)氮氧化合物濃度的測(cè)量結(jié)果。爐煙中NOx含量的變化曲線有極大值。

    按NOz的S02㈨畏亢許濃度計(jì)算莨明：生物質(zhì)顆粒和渫泥混燒時(shí)，從爐煙排．i大‘氣tp的氖氧化合物占燃燒所形成的有害氣體NOz和SOz總量的40%。無煙煤末和庫(kù)茲涅茨煤混燒時(shí)，氮氧化合物占電站有窨排放物總量的分額達(dá)60%。