DACCS—DBC底NOx燃烧系统特点

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 DACCS(DBC’s Advanced Coal Combustion System)是DBC 在发扬自身传统的设计经验基础上,引进、消化和吸收了哈尔滨工业大学的水平浓淡燃烧技术而开发出的新型切圆燃烧系统。相对于传统的切圆燃烧系统,DACCS 具有以下几方面的特点。

 采用水平浓淡燃烧器
浓淡燃烧技术是近十年来快速发展起来的一种新型燃烧技术。理论和实践均证明:煤粉气流中煤粉浓度的适当提高有利于煤粉气流着火及时和减少了对外来热源的依赖;同时,采用浓淡燃烧技术可有效地降低NOx 排放量[2 ] 。DACCS 中采用的水平浓淡燃烧器把一次风在水平方向上浓缩后分为浓、淡两股气流。浓侧气流在向火侧,淡侧气流在背火侧。如图1 所示。浓侧气流向火将进一步提高着火稳定性。淡侧气流在背火侧将提高水冷壁附近的氧浓度和灰熔点温度,降低水冷壁附近的颗粒浓度,防范腐蚀性气体H2S 等的产生,从而达到防范水冷壁结渣和高温腐蚀的目的。

 同层一次风采用双向切圆布置
同层一次风双向切圆布置情况见图1。浓侧一次风形成顺时针旋向切圆,淡侧一次风与二次风(包括三次风) 形成逆时针旋向切圆。由于气流的逆时针旋转强度远大于顺时针旋转强度,故气流的总体旋转方向为逆时针。从另一个角度看,即浓侧一次风反向于主气流旋转方向射入炉膛。DBC 的技术人员认为,同层一次风采用双向切圆布置具有以下优点: (1) 浓侧一次风反向射入炉内可与向火侧来流发生剧烈的碰撞,湍流扰动程度加大,强化了煤粉与高温烟气间的质量、能量交换,提高了着火与燃烧的稳定性。(2)浓侧一次风反向射入炉内时,其与主旋气流的交汇点要较同向射入时提前,可促使煤粉更早的混入主旋气流中以利于燃烧的稳定和获得高的燃烧效率。(3)浓侧一次风反向射入炉内可促使煤粉与空气相分离,在炉内形成“风包粉”的总体流动结构,避免水冷壁附近出现还原性气氛和防止高温火焰贴壁,从而有效地防范水冷壁结渣、高温腐蚀和过、再热器热偏差过大。(4) 浓侧一次风反向射入炉内延迟了二次风的混入,使煤粉挥发份燃烧阶段在还原性气氛中停留时间增加,有利于降低NOx 排放量。

 采用较小的设计切圆直径
DBC 是国内采用小设计切圆直径的代表。DBC的技术人员认为,通过合理的选用各项设计参数,采用小设计切圆直径仍可获得良好的火焰充满度,并且可避免采用大设计切圆直径时所带来的火焰贴壁、烟气偏差大等不良后果。

 一次风和三次风喷口处有周界风
在DACCS 中,周界风的作用主要体现为:浓侧一次风喷口处的周界风对浓侧气流着火后起到及时、适量补氧的作用;淡侧一次风喷口处的周界风可增加射流的刚性,防范煤粉离析冲壁,加强水冷壁面附近的氧化性气氛,防止结渣和高温腐蚀的发生。

 设计有燃尽风喷口
在DACCS 中,为了近一步获得低NOx 排放的效果,在燃烧器区顶部布置有燃尽风(OFA) 喷口,在燃烧器区高度方向上实现空气分级。

 燃烧器分组
燃烧器分组是DBC 的传统。采用该方法可提高射流的刚性,改善射流(尤其是一次风射流) 背火面的补气条件,避免射流贴壁。另外,燃烧器分组也降低了燃烧器区域的壁面热负荷,使水冷壁上的热负荷分布更趋均匀,这对于防止结渣、高温腐蚀和过、再热器热偏差过大有利,也可使锅炉水循环更加安全可靠。

 采用摆动燃烧器
为了满足锅炉在各种负荷下对蒸汽温度的要求,DACCS 采用摆动式燃烧器从烟气侧来调节汽温。这是由于摆动式燃烧器具有结构简单、操作方便、调节迅速和调节幅度大等优点。