1、目前中國能源生產和消費結構仍以煤炭為主,煤炭的主要利用形式是直接燃燒供熱和發(fā)電。煤碳燃燒產生的危害巨大的NOx排放量逐年增長,需要大力發(fā)展經濟高效、運行可靠、易于大規(guī)模應用的NOx控制技術。低NOx燃燒器和空氣分級燃燒技術由于其安裝和運行的經濟性而得到了大量的應用。為了獲得更好的NOx控制效果,通常將這兩種技術聯(lián)合使用,在此情況下低NOx燃燒器處于化學當量比小于1的工作條件下,而目前對于處于低化學當量比下的低NOx燃燒器的燃燒性能和NO

2、生成特性及相關運行因素的影響的研究很少。
　　本文在一臺采用中心給粉旋流燃燒器的熱態(tài)實驗系統(tǒng)上,通過對爐膛內不同位置的局部平均煙氣組分(O2、CO、NO),煙氣溫度,焦炭燃盡率和元素(C、N)釋放率的測量及分析,研究了低化學當量比條件下化學當量比(SR)和內外二次風比例(RSA)對燃燒器主燃區(qū)的煤粉燃燒過程及NO生成過程的影響,同時考察了低化學當量比對煤粉著火性能、火焰中心位置及近燃燒器區(qū)域水冷壁結渣傾向的影響。為準確描述低化學當

3、量比下的焦炭燃燒及NO生成過程,文中提出了界定旋流煤粉火焰中富燃料區(qū)域的方法;定義了衡量釋放出的N元素被轉化為NO程度的參數(shù)CRreNO。
　　富燃料區(qū)域內焦炭燃盡率變化劇烈,是揮發(fā)分和焦炭異相反應的主要場所。在近燃燒器區(qū)域的截面上,在不同的SR下,NO濃度的峰值都出現(xiàn)在鄰近O2峰值的區(qū)域中。整體的NO排放濃度隨SR的減小而下降,主要原因為不同區(qū)域中N元素釋放率隨著SR的減小而下降,同時釋放出的燃料N向NO的轉化率隨著SR的減小而

4、迅速下降,其中,后者是主導因素。SR的降低并沒有明顯的影響中心給粉旋流燃燒器的著火性能,但使得爐膛內的火焰中心位置明顯向下游移動,同時加劇了近燃燒器區(qū)域的結渣傾向。綜合分析試驗結果,得出兼顧經濟性能,環(huán)保性能和安全性能的最優(yōu)化學當量比為0.862。
　　RSA對主燃區(qū)煤粉燃燒特性及NO生成和還原特性有著顯著的影響。RSA越大,二次風與一次風的混合點越早,混合強度越大,二次風中的O2更早地補充進富燃料區(qū)域,因而RSA較大的工況在燃燒