近年来雾霾天气的频繁发生以及地方出台的不利于燃煤工业锅炉的政策,使人们对燃煤工业锅炉产生极大的偏见。目前,我国在用工业锅炉约60万台,年耗燃料约7亿吨标准煤,约占我国煤炭总产量的五分之一,并且存在着效率低、污染物排放严重等问题。每年工业锅炉的污染物排放总量约为:烟尘160万吨,SO2718万吨,NO_x271万吨。其中NO_x作为重要污染物之一,无论是选择性催化还原法(SCR)与选择性非催化还原法(SNCR),工业锅炉的结构和负荷波动都很难满足脱硝工艺需要。在这样一种背景下,若能在工业锅炉上应用煤粉高效清洁燃烧技术,有望有效解决上述问题。本课题是以上海某合作单位的一台YLW-7000MA型号有机热载体链条炉作为改造对象,在该锅炉搭载自主研发的高效低NO_x液态排渣煤粉燃烧器,并建成一套满足企业用热要求的煤粉工业锅炉系统。其中包括煤粉制备、煤粉储存、煤粉运输、煤粉供应、锅炉本体、尾部烟气处理、粉煤灰集中处理等单元。本文针对这套系统,在前期研发工作的基础上,主要对开式煤粉制备系统、文丘里供料器以及高效低NO_x煤粉工业锅炉的性能进行更进一步的分析和研究。1、开式煤粉制备系统:首先对传统的烘干系统和磨煤系统整合优化,然后通过工艺计算得到烘干机进出口温度、漏风率、原煤水分、平衡风管风量对系统的影响,通过制粉安全性分析,认为适当提高烘干机进口温度、减少漏风率和平衡风管风量、强化烘干机的烘干效率对热风炉的原煤消耗量、系统含氧量、引风机负载都是有益处的;原煤水分较干燥时,制粉系统的含氧量偏高更应该注意其参数变化;最后根据制粉系统存在的安全隐患,有针对性的进行重点保护和监控措施。2、文丘里供料器:根据供粉系统的要求,经理论计算得到文丘里供料器的理论参数。进行空载实验和带负荷实验测量文丘里喷嘴进口压力、接收室压力和输粉管道背压的参数变化,得到喷嘴大小、节流比、喷嘴出口到接受室的距离和输粉管道流速对供粉稳定性的影响。结果表明,同样输送速度,Φ60mm的输粉管道背压明显减小;Φ17mm喷嘴有利于提高喷嘴流速以提高接收室的负压;节流比取0.34时有助于输粉管道在截面的速度均匀从而减小管道阻力和提升接收室的负压;喷嘴出口到接受室的距离取40mm时输粉相对稳定;输粉管道的流速不宜小于25m/s,否则容易出现煤粉沉降的现象。3、有机热载体链条炉改造为煤粉炉:根据原有链条炉和搭载燃烧器的结构、工艺特点,实施意在消除炉膛结焦结渣的燃烧器与炉膛匹配、降低排烟热损失加设尾部换热器、烟气除尘加设脉冲除尘器和粉煤灰输送装置、保护燃烧器耐火材料寿命的强制冷却系统、保证受热面清洁加设吹灰装置和满足供风和排烟动力设备风机的改造。4、高效低NO_x煤粉工业锅炉的性能:首先对有机热载体高效低NO_x煤粉炉进行过量空气系数、燃尽风率、燃烧器配风方式、负荷热态试验研究,结果表明过量空气系数取1.1左右时NO_x排放得到一定的控制又能保证燃烧效率;燃尽风率对NO_x生成量、液态排渣量以及燃烧效率影响明显,要根据不同的负荷调节适合的燃尽风率。最后对改造后的有机热载体煤粉炉严格按照规范进行能效和环保测试,锅炉热效率在60%~100%范围内均能达到90%以上;在不加脱硝设备的情况下,NO_x实现了低于150mg/m3的排放,完全达到《锅炉大气污染物排放标准》(GB 13271-2014)重点地区排放限制要求。