旋流燃烧器被认为是无烟煤稳定燃烧的比较理想的燃烧器,国内外对旋流燃烧器的稳燃做了很多研究。旋流燃烧器是利用旋转气流形成有利于着火的回流区以及气流混合强烈的特点来燃烧煤粉的。高温回流区的存在是这类燃烧器的特点,它为煤粉燃烧提供稳定的热源,使煤粉气流及时着火并稳定燃烧。但是多数的研究集中在两个方向:其中一方面是设计旋流燃烧器的稳燃装置,保证煤粉在一次风形成的中心回流区的积滞时间从而保证煤粉稳定燃烧;另一方面是设计旋流燃烧器的煤粉浓淡分离装置,因为在适当高的浓度时,煤粉的着火温度会降低,有利于燃烧。49001
国外研究现状
1.WR浓淡型燃烧器
CE公司生产的WR型燃烧器主要利用了弯管喷嘴分隔板分离技术。其燃烧器主体是由喷口、燃烧器直段、V形钝体、900弯头、隔板等部件组成。其中喷口是其实现浓淡分离的关键部件。主煤粉气流由一次风管道而来,上而下通过急转弯进入煤粉喷口,在管道直流段部分形成下半部浓煤粉气流和上半部淡煤粉气流。再通过出口处有一水平置放的V形钝体,使煤粉气流在燃烧器出口的下游形成一个稳定的回流区,起到了很好的稳燃作用。
2.B&W公司双调风燃烧器
B&W公司的低NOx旋流燃烧器,以DRB系列为代表,经过几代的发展改进,已经达到了高性能和低污染。B&W公司在70年代推出的二次风双流道均为旋流且可调的燃烧器,常称双调节,早期的DRB使用切向叶片。1985年B&W公司开始开发新一代低NOx煤粉燃烧器DRB-XCL ( Axial Control Low ),其特点是内外二次风轴向调节,单只燃烧器能独立地控制风量,低NOx效果明显优于DRB燃烧器,结构更加可靠,应用最广泛。
3.Hitachi公司旋流燃烧
日立公司由火焰内脱氮“In-F lame”概念而设计的低NOx燃烧器HT-NR已经发展了三代,该技术的核心为制造一个高煤粉浓度,高温的还原区。早期的HT-NR燃烧器为双调风内外二次风双旋流结构,内二次风轴向叶片,外二次风切向叶片。后发展为内二次风直流,外二次风旋流,一次风管内设计可调浓淡分离装置,喷口结构也在不断进行优化。
4.Foster-Wheeler公司旋流燃烧器
美国Foster-Wheeler公司1979年推出了CF/SF(控制流量/分离火焰)低NOx切向旋流燃烧器,此后其结构变化不大。该燃烧器的特色在于一次风喷嘴结构,具有分离火焰和引入二次风的功能,。美国FW公司生产的双调风旋流燃烧器在我国的引进也已经有了较长的时间,源^自!751/文-论/文*网[www.751com.cn,但其运行中的NOx排量表现偏高。该系列燃烧器燃烧稳定,燃烧效率高,缺点是调节机构较复杂,有时会出现调节不灵,以致燃烧器内积粉和烧喷口现象。
发展趋势
目前来说,NOx生成的原因主要有三个:第一个是燃烧温度,其次是在燃烧区域的氧化浓度,最后是燃烧气体在高温区域的滞留时间;而燃烧器是工业设备中最为重要,也是最为常见的组成部分,是供热设备的热量供应系统,所以燃烧器的设计对整个锅炉系统起着非常重要的作用。所以要降低NOx的产生,可以尝试从燃烧器的设计开始,从源头减少NOx的产生。例如:目前有一种浓淡燃烧形低NOx燃烧器,这种形式的燃烧器将二种喷嘴交错布置,燃烧时燃料过剩的火焰域与空气过剩的火焰域相邻排列,延缓了燃烧过程,降低了火焰温度,抑制了NOx的生成。目前,煤粉旋流燃烧器技术的发展正处于完善和成熟发展的高峰时期,可 以预计由于降低 NOx的要求越来越高,在今后一定时期,煤粉旋流燃烧器可能会更多 地采用浓缩结构 ,会朝着性能进 一步提高和技术更加复杂的高科技方向发展。所以,目前有许多的燃烧器朝着降低NOx产生的方向发展,随着自己对燃烧器的设计,可以对低NOx研究领域做出一定的贡献。