论文部分内容阅读
NO_x是一种主要的大气污染物,降低其排放量是我国环保工作的重要内容之一。燃煤工业锅炉作为NO_x排放的主要来源之一,国家对其NO_x的限排逐渐加严,多数燃煤工业锅炉面临着因NO_x排放超标而被淘汰的困境。在这种背景下,课题组与上海某企业合作研发了高效低NO_x煤粉工业锅炉,该锅炉以高效低NO_x液态排渣煤粉燃烧器为核心设备,在燃烧器内采用低过量空气分级燃烧技术,降低NO_x排放量。为实现该燃烧技术应有效果,燃料煤粉必须输送稳定且可调控。但工业锅炉为适应生产,负荷变动大,煤粉输送量区间广。当负荷变动时,供粉稳定性难以控制,时常导致风煤比波动并偏离最佳参数,进而造成NO_x排放量大幅波动。针对供粉不稳问题,本课题以高效低NO_x煤粉工业锅炉的供粉系统为研究对象,对影响因素采用单因素控制法进行试验研究,希望获得影响因素与供粉稳定性之间的内在联系,为提高供粉稳定性提供指导意见,为进一步降低NO_x排放打下良好的基础。本文首先对喷嘴的工作原理进行研究,在此基础上,结合实践经验,对供粉稳定性的影响因素进行分析。结果表明:文丘里喷嘴背压、下料压力及煤粉流动性是供粉稳定性的主要影响因素;减小文丘里喷嘴背压、增大下料压力及改善煤粉流动性可以提高供粉稳定性。其次,针对文丘里喷嘴背压的影响因素:煤粉输送量、输送管道内径及文丘里喷嘴出口直径,采用单因素控制法,以试验的方式研究三者与文丘里喷嘴背压之间的关系,分析三者与供粉稳定之间的内在联系。结果表明:随着煤粉输送量的减小、输送管道内径的增大及文丘里喷嘴出口直径的减小,文丘里喷嘴背压随之减小,供粉稳定性得到提高。再次,针对煤粉自重降低,下料压力降低,供粉量减小,锅炉尾部氧量逐渐升高现象。以供粉仓压力为变量进行试验,结果显示:适当提高供粉仓压力可以减弱煤粉自重变化对供粉稳定性的影响,提高供粉稳定性。还有,对补料期间前后出现锅炉尾部氧量波动幅度大的现象分析,发现引起的原因主要有两个:补料后煤粉自重增大及补料过程粉仓压力变化幅度大。针对第二原因,提出将平衡管的内径增大的改善措施,并以试验证明该措施有效的降低了补料前后煤粉输送量的波动幅度。然后,通过试验验证随着密封旋转供料器间隙越大,供粉稳定性变差。根据密封旋转供料器磨损的具体情况,分析出了显著切削、微观塑性变形及接触疲劳磨损是间隙增大的主要原因。针对这种磨损现象,提出密封旋转供料器的叶片顶端进行PVD镀膜的改善措施,并进行试验。其试验结果与未处理前高锰钢ZGMn13试验结果对比表明:在叶片上进行PVD镀膜可以有效的减小间隙的增大速率,延长密封旋转供料器的使用寿命。最后,分析煤质特性与煤粉流动性关系,并结合高效低NO_x液态排渣煤粉工业燃烧器的燃烧特性,探讨了高效低NO_x煤粉工业锅炉的煤质特性适用指标。