新型燃气烧嘴高效低污染特性实验研究.pdf

2 0 0 7 年 第5 期 东 差 斜枝 7 3 新 型 燃 气 烧 嘴 高 效 低 污 染 特 性 实 验 研 究 马志鸿‘ ， 步锦 1 ， 充矿科澳铝业南屯电厂， 山东 邹城2 7 3 5 1 5 ； 2 ， 里能集团里彦电厂， 山东 济宁2 7 2 3 0 0 摘要工业燃烧过程中， 燃烧器起着极其重要的作用， 研究如何改进燃烧器的燃烧性能， 对提高能源利用率以及环境保护 有着极其重大的意义。该文自行设计并搭建一台实验装置， 并通过实验研究， 分析 了超级混合低 N O X燃烧器的燃烧性能， 实 验工况条件的变化根据不同的氧燃比确定。 关键词燃气燃烧器高效燃烧 温度均匀性 低污染排放 1 实验装置与实验步骤 实验装置如图 1 所示。炉膛为方形结构， 在炉体东西两 侧各装有一个燃气燃烧器， 在炉体下面有一个简单的余热回 收装置， 该装置的另一个显著特点是根据射流引射原理和圆 形弯管内的紊流流动特点， 设计了一个不需要外部动力的烟 气回流装置， 烟气回流量可分别通过调节引射风大小和烟气 回流的通径进行调节。采用强混合低 N O 燃烧器， 该燃烧器 使用了中心空气区和轴向空气区两个空气射流区域， 并借助 煤气射流的旋流作用， 在喷口附近形成旋转空气区。实验用 燃料为液化石油气， 其低位发热值为 9 3 7 9 3 ． 3 k J ／ N 。 图 1 实验 系统流程 图 实验中， 采用 K分度的镍铬～镍硅热电偶测量温度， 镍 铬～镍硅热电偶适用于长期使用温度为 1 1 0 0 ℃； 供给的燃料 气流量由转子流量计和压力表测得， 助燃风和辅助风流量以 及烟气回流量， 通过皮托管来测量； 借助奥氏气体分析仪和 T e s t o 3 6 0烟气分析仪， 对炉膛和烟道内烟气中N 【 、 C O 、 C 、 浓度以及水分含量和温度等参数进行分析和处理。 实验过程中所采用的工况条件主要通过调节煤气、 助燃 空气以及辅助空气的流量来实现。 2 实验数据分析 2 ． 1 烟气分析 在稳定燃烧条件下， 燃烧烟气中可燃性气体 C O的量较 小， 平均为 1 ． 2 2 ％； 烟道入口处烟气成分由 T e s t o 3 6 0烟气分 析仪进行连续采样、 成分分析和数据存储。分析发现 ， 在燃 烧稳定条件下， 炉尾烟气中可燃性气体 C x I -I y的含量几乎为 0 ， C O的量也极低， 平均为 8 8 ． 7 p p m 。以上结果表明煤气与助 燃空气的混合较为合理， 燃烧进行的比较理想。 7 0 6 0 5 0 甚 4 0 3 0 高 2 0 1 0 0 O 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 图2 燃烧产物 N x与燃烧时间的关系曲线 T e s t o 3 6 0烟气成分分析中， N O x的含量基本上维持在 5 5 p p m的范围之内， 图 2中从 A点开始 N O x的含量逐渐增 大， 一直到 B点达到最大值 6 0 p p m， 从 B点到 c点的过程说 明炉膛内火焰熄灭， 使 N c 的含量降低， c点到 D点说明燃 烧重新进行， 使N 0 【 的含量又逐渐增大， 从 D点到 E点 N 的含量基本保持不变， 说明该燃烧过程趋于稳定状态， 而从 E 点到 F 点表示燃烧结束， N c 也就快速地 下转第7 5页 5 水汽损失小， 运行人员的负担减轻， 调节稳定 ， 易于保证 除氧效果。 5 结论 该装置改造简单易行， 投资小， 动作稳定可靠， 达到了小 改大用的 目的。 作者简介王庆峰 男， 大学学历， 现为泰安市泰山东城热 电有限责任公司董事长， 高级工程师。 维普资讯 2 0 0 7 年 第5 期 东 瞧j i ； 科技 7 5 图3 设计流程 图 软件设计流程图如图3 所示 用户登陆验证页面 L o o n ． h t m 经过服务器端程序检测， 身份错误返回至错误页面 E r f o r ． h t m ， 身份正确后进入索引页面 We l c o m e ． h t m ， 当用户进 入某个子系统时再次进行身份验证， 如果不是具有特定权限 的人员， 只将其引导至具有浏览功能的页面 V i e w ． a s p 。否 则， 将用户引导至具有特定功能如查询 C h e c k ． asp 、 添加 A d d ． as p 、 删除 D e l e t e ． asp 、 修改 C h a n g e ． asp [ J 页面当中。 4 结束语 煤矿安全管理信息系统可以提高煤矿安全生产效率， 降 低煤矿安全监察人员的劳动强度， 及时有效的沟通各部门之 间信息的联系， 提高煤矿安全管理信息的现代化技术水平。 通过对安全管理信息系统的使用， 可以对各种数据进行处理 分析并最终得出一定的科学预测、 评价， 为煤矿安全生产提 供 了及时、 准确的决 策依据。 作者简介汝刚 1 9 7 8一 男， 安徽理工大学在读硕士， 安 全技术及工程专业。 上接第7 3页 降低。其中燃烧产物中 N O 的含量最大值也 非常低， 减少了对环境的污染。 由此可知， 该燃烧器性能比较稳定， 燃烧效果比较理想， 即煤气与助燃空气充分均匀混合， 为完全燃烧奠定了一定的 基础； 同时在燃烧过程中能有效的控制 N O x的排放量。 2 ． 2 温度场分析 在工况 1 的情况下， 燃烧过程中的氧燃比为 6 ． 3 ， 该工况 是东烧嘴单独工作时进行的， 燃烧过程测得火焰附近温度最 大值为 1 0 1 2 C， 其平均为 9 8 0 C， 而远离火焰的位置温度相对 较低， 平均温度大约为 8 4 0 C。由此说明， 在烧嘴附近的位置 温度相对较高， 炉膛内烧嘴对面的耐火炉墙的辐射能力强于 烧嘴安装墙的辐射能力， 主要是由于正对火焰的喷射方向， 从而导致吸收了更多的热量， 使炉墙的辐射能力加强。炉膛 内的温度分布相对比较均匀， 在燃烧器的上部， 炉温分布更 均匀， 即炉膛的主要工作区域内的温度分布均匀。 由各工况的温度分布情况可知， 炉膛内温度的高低与氧 燃比有着密切的关系 如图3 。图4反映的是炉膛内温度与 氧燃比的变化关系。 1 。 Q 0 9 0 0 I霎 5 ∞ 一 l d 一 I 一 ．3 t‘ 匕 ； ⋯⋯ ～ ； 一J 8 ． 4 1 一 ． ．4 } 一 l 一 - 、 ． I ● l 三 一 一 l ’ 1 0 2 0 3 0 4 0 P o s i t 【 o n ／ c m 图3 不同氧燃比时炉内典型测点的温度检测结果 图3中的温度变化折线是在不同氧燃比的工况下， 距炉 底 1 4 c m面上、 距炉膛后墙 2 0 c m线上的温度分布。当氧燃比 为6 ． 3 、 8 ． 4 1 时， 两条温度分布线的变化趋势是完全相同的， 但具有一定的温差， 约为2 0 ℃。当氧燃比为2 2 ． 4 、 3 3 ． 3时， 两 条温度分布线的变化趋势基本上与前两条变化线是一致的， 但温差较大， 约为6 C。而后两条温度线与前两条温度线的 ＼1’ ；⋯ I v o s ． n 1 ⋯ ’⋯ ； ＼ 一一 ⋯ 。 。。 ’ ’ 二 。 、 ＼ i ～～ ～ ＼ l ● ． 、 l ⋯ ⋯。 l 1 ．． 、， l _ _ ⋯ ⋯ 一 一 ⋯ ＼1＼一 。 i 。 一 、L～～ 。 i 。 ～～ ＼ ⋯ I - I 图4 温度与氧燃比关系图 温差更大， 约为 1 5 0 C， 但在不同氧燃比的工况下， 温度变化 趋势基本是相 同的。而图4是炉膛内温度与氧燃比的变化 关系， P o s i ti o n 1 P osi t i o n 2 是测温点 1 、 测温点 2 处的温度与氧 燃比的变化关系。温度随着氧燃比的增大而逐渐降低。实 际燃烧过程中氧燃比稍大于理论氧燃 比5 ． 3时， 燃料完全燃 烧， 燃烧温度达到最大值， 再增大氧燃比， 燃烧温度就开始不 断下降。图4中温度与氧燃 比的变化关系与已得出的结论 是相一致 的。 3 结论 1 实验表明， 新型燃烧器燃烧过程中燃烧性能稳定， 同 时燃烧过程燃料基本完全燃烧， 炉膛内温度分布相对均匀， 烟气中N O x的含量远远低于国家 N O x排放标准， 有利于降 低燃烧对环境的污染。 2 氧燃比对燃烧过程有较大影响， 实际燃烧过程中氧 燃比达到当量氧燃比时， 燃料完全燃烧 ， 燃烧温度达到最大 值， 随着氧燃 比增大， 燃烧温度将逐渐下降。 作者简介马志鸿 1 9 7 9一 男 ， 大学本科， 毕业于上海电 力学院， 现兖矿科澳铝业有限公司南屯电厂生产技术部 ， 锅 炉专工， 助理工程师。 西 蛐 咖 啪 啪 p、 2三暑。 旨 维普资讯