煤粉燃烧在玛钢件退火隧道窑上的应用
收稿日期:1999206218
煤粉燃烧在玛钢件退火隧道窑上的应用
冯建祥 宋连江 五州工程设计研究院 (邮编:100053)吕立平 天 津 玛 钢 厂
张入通 黄 抡 北京机械工业自动化所
摘要 通过采用M FR 旋流煤粉燃烧器、全密封窑体和多管除尘器等,使烟尘排放浓度达到了排放标准。 关键词 隧道窑 煤粉旋流燃烧 环境保护
Appl ica tion of Puler ized Coa l Burn i ng on
M a -Steel Annea l i ng Tunnel K iln
Feng J ianx iang ,Song L ian jiang (T he W u Z hou P roject P lann ing Institu te ,100053)
Abstract B y u sing M FR w h irl pu lverized coal bu rner ,com p lete sealed k iln body and m u lti p 2i p e du st over ,the em issi on den sity of the s m oke com e up to em issi on standard . Key words tunnel k iln ,pu lverized coal w h irl bu rn ing ,environm en tal p ro tecti on
1 前 言
由于我国的能源结构以煤为主,决定了我国有相当一部分地区和产业在今后的能源使用上,还得依赖于煤的利用和开发,工业炉窑是我国能源消耗的主要设备之一,全国有14万台工业炉窑,由于受地理环境及地区经济不发达状况的影响,主要依赖于煤的燃烧。
燃粉燃烧方法主要适用于较大型的炉子,且炉温的均匀性及炉温的自动控制水平能较好地体现,如果燃烧空间设计合理,一般不会出现煤粉燃烧不烬的情况,但煤粉的燃烧排烟必须设除尘器,炉体必须是全封闭的,否则粉尘会影响工作环境及周边环境。煤粉燃烧的另一个缺点是当燃烧室炉温控制超过煤灰分熔点时,则烟灰容易结块结渣,导致扒渣的困难。五州工程设计研究院根据天津玛钢厂的要求,于1994年与天津玛钢厂签订设计制造1台玛钢件退火隧道窑的合同,考虑到工件热处理产量高,炉温控制严格,又是连续生产,厂区又在市效,设计中采用全新封闭式隧道窑,且用煤粉燃烧来实现自动控制炉温。
2 隧道窑主要设计思想及性能参
数
天津玛钢厂玛钢件热处理采用隧道式热处理炉,进出料采用窑车结构。窑车由丝杠结构的电动顶车机顶入窑内,出料窑车由小车牵引,送入摆渡车,由摆渡车及牵引小车把窑车送入装卸料场,见图1。 隧道窑技术性能:生产率
1.67t h 窑车进出炉节拍1.5h
煤的低发热值5500×4.18kJ kg 灰分<20%正常煤耗量340～400kg h
炉膛几何尺寸49000mm ×1856mm ×
1880mm (长×宽×高)空气系数1.2实际空气需要量7.3m 3 kg 实际烟气生成量
7.8m 3 kg
正常工作状态时灰分生成量 68～80kg h
炉子分段如下:
预热段+加热段 工件加热温度 室温～930℃保温段 工件加热温度 930～950℃工艺允许炉膛内温差 ±15℃
1
2
急冷段 工件冷却温度 950～780℃缓冷段 工件冷却温度 780～650
℃
图1 隧道窑的工艺流程
3 煤粉燃烧室结构设计及依据 3.1 燃烧室结构设计的主要依据
(1)燃烧室适宜的容积热强度,以避免燃烧室温度过高,损坏墙体。
(2)煤粉在燃烧室运动应有充分的空间,以使煤粉与空气有足够的时间混合及燃烧。
(3)燃烧室的高温气体能在适宜的时间内释放出去以避免燃烧室蓄积太多的热量而使燃烧室温度过高。
3.2 结构设计
(1)考虑到隧道窑的结构,燃烧室布置在窑的两侧,因而燃烧室必定为长方形结构。
(2)为了使隧道窑内炉膛温度分布均匀,必须考虑燃烧室内温度的均匀性,要使燃烧室内温度分布均匀,则在燃烧室的两头须同时喷入适当的热量。 (3)考虑到火焰结构长度及喷嘴热射流的特性,要求设计时应充分考虑燃烧室的长度。
(4)根据煤粉燃烧的容积热强度,确定燃烧室的宽度和长度,在宽度设计中还考虑了燃烧室温度不超过1200℃及火焰直径,最后确定燃烧室的宽度及高度。
(5)在燃烧室和炉膛之间本设计设置了8个大的反火孔,而不是格子孔,以避免格子孔因煤灰堆积熔化而使格子孔堵塞。
(6)燃烧室是独立于炉体的结构,便于燃烧室的独立维修。
(7)煤粉燃烧方式为旋流燃烧,使煤粉有充分的时间混合燃烧。
4 煤粉燃烧器的结构原理 本设计所采用的燃烧器是常熟喷嘴厂提供的M FR 系列可调旋流煤粉燃烧器。
其工作原理是:随带煤粉的一次风在一定压力下,由一次风弯管导入,通过直管从一次风喷管喷出,调节钝体的前后位置,可以改变煤粉的出口角度,在一定压力下,二次风由蜗壳切向进入燃烧器,经过固定塞块和可动塞块组成的旋流器,最后通过燃烧器喷头与煤粉在一定的夹角下,充分混合后喷出,调整旋流手柄可控二次风,改变整个喷出流股的旋流强度,联合运用旋流手柄和钝体拉杆,可以得到不同形状的火炬。
燃烧器内二次风切向入口速度设计值应为100m s (二次风和一次混合物混合前),当和一次风强制混合后,由于动量损失以及牛顿粘滞阻力的作用,使得实际进入燃烧室时的平均速度小于40m s ,这时燃烧状况相似于旋风炉。 5 炉温控制
根据经验和调研的结果,烧煤粉造成烟气黑度过高的重要原因之一是“脉动式燃烧”。“脉动式燃烧”造成了煤与空气配比的不稳定,大量的不完全燃烧炭粒随烟气排出,造成较高的烟气黑度。据此我们采用了先进的控制器和执行机构,将燃烧方式变为连续稳定变化式。使煤粉按控制要求均匀地、充分地燃烧,燃烧室的温度可稳定在设定值±25℃以内,从而提高了热处理的精度,减少了烟气中的游离炭粒,节约了燃料。其控制方式,见图2。
温度传感器将炉膛温度送给回路调节器进行运
2
2
图2 炉温控制程序图
算处理,其输出控制变频调速器,变频调速器通过改变频率来改变煤粉机和风机的转速,以控制燃料输出量,达到控制温度的目的。做为辅助手段,氧气传感器控制烟气的含氧量,通过运算控制补进二次风量,用以保证最佳的燃烧效果。由于在正常生产情况下,燃烧室内的温度变化是一个缓慢稳定的过程,因此燃料的供应也是连续稳定的,彼此相辅相成。
6 煤粉燃烧的环保预测
6.1 旋风燃烧段
用可调旋流式煤粉燃烧器合成的燃烧室,实际上和旋风炉具有相同的燃烧机理,在燃烧过程中,灰分受强旋转而产生离心分离,使灰分在燃烧室内得到最大限度地分离,利用模化方法研究旋风炉熔渣捕集过程已经获得比较精确的结果,本设计预测是以前苏联一些研究学者在旋风炉灰分捕集过程模化方法结合工业性的试验为依据确定燃烧室的灰分捕集率。磨煤机R90<20%附合自模化条件,计算结果R e kΦ0.733<1附和自模化试验结果,模型试验结果证明,旋风室内分离和捕集过程仅与St准则有关,当相对筒体长度(L D)一定时筒体捕集率是St 准则的单值函数,见图3。
这说明重力分离作用与强旋转流场导致的离心分离作用相比,前者很小,以致F r准则从2.65～1635的广泛取值范围内对分离效果均无影响,从图3可以看出,在一定的L D x值下,分离率(Λ)随St 准则单值上升,而St准则综合了颗粒粒径(?),风速(Ξ)和筒径(D x)三个因素的影响,可见粒径粗大的组分分离率高,提高风速和减小筒径也使分离率上升,筒体长度增加,分离率也升高。卧式旋风室由于气流旋转度强,燃烧粒度粗,所以分离也大,一般仅
筒体本身的捕渣率就在60?以上,计算结果也在72?以上
。
图3 模型捕率与S t准则的关系
6.2 燃烬段捕集率
旋风室排出的高速火焰流在流向燃烬室内一般均要发生多次急剧折变,这对烟气中残留熔渣的再分离过程是有利的。
熔渣在燃烬室中仍然是靠惯性作用而分离下来的,在气流折变时,渣滴摆脱气流束缚的惯性运动能力决定于所具有的功能E=ΘkΠ?3Ξ2 12,式中Ξ为渣滴运动速度,可用进入燃烬室前的气流速度代替。渣滴在摆脱气流束缚时,即与气流之间发生相对运动,所以在分离过程中,渣滴要受到气流给予的粘滞阻力的作用。前苏联一些研究学者的实验证明,卧式旋风炉在正常工况下,燃烬室捕渣分额约占总捕渣率15?～30?,保守地取15?,这样燃烧室的捕渣率Λ=72?+15?=87?
6.3 炉膛内捕渣率
烟气从燃烧室内出来进入烟道,路径有16.5 m,22排圆形物料,由于灰分在进入炉膛以前已经经过前级分离,流经炉膛的残留灰分都是粒径微小的组分,同时炉膛中气流流速也比燃烧室低(约为2～3m s),这种情况使用圆柱形物料的前几排的灰分捕集物性除了与St准则有关外,还与F r准则及气流的R e准则有关,这表明重力分离已产生不可忽视的影响,而在气流流速不高的状况下,其流向的变动也会对分离效果产生比较明显的影响,计算预测其总捕集率达1.3%。
32
6.4 除尘器捕集率
本设计采用的除尘器是河北省香河县金星环保设备厂制造的XGG型斜多管旋风除尘器,此产品在灰分颗粒>3Λm的情况下,除尘效率为95%。 6.5 系统除尘及排放浓度
综合上面几个过程的除尘,最后排到大气中的灰分总量W=80×(1-0.72-0.15-0.013)×(1-
0.95)=0.4532kg
换算成n=1.5时烟气量的排尘浓度:
实际烟气量
V n=6.55×400+6.05×400(1.5-1)=3830 m3 h
所以实际灰尘排放浓度:
m=0.4532×106÷3830=118.35m g m3
7 实际测量结果
玛钢厂隧道窑于1996年8月投产,试生产一年产量7008t,其结果如下:
(1)产品质量和车底式窑相比,车间总废品率降低0.5%,多回收半成品管件35.04t。
(2)退火质量和车底式窑相比,优级品率从55%提高到85%。
(3)节能效果和车底式窑相比,耗煤从原来351 kg t钢降到243kg t钢,全年节约煤756.8t。
(4)节材,含高铬铸件和车底式窑相比,每吨管件节约料箱4.29kg,年节约料箱30.064t,合人民币114994.80元。
(5)环境保护,根据天津市河西区环境保护监测站监测结果如下:
烟气排放量 5410m3 h
烟气黑度 <1级
除尘前浓度 1961m g m3
除尘后浓度 137m g m3
除尘器效率 93%
空气系数 3.6 换算后烟尘排放浓度 137m g m3
换算后烟尘排放量 0.743kg h
(6)炉体周围环境
由于炉体是全封闭式隧道窑,因而煤粉燃烧没有影响工作环境,窑炉周围空气干净,几乎没有灰尘,大大改善了操作环境。
(7)不足
由于燃烧室容积热强度设计值较大,实际使用燃烧室温度1200℃,因而长时间燃烧室不清灰,燃烧室底部煤灰容易结块,造成一定清灰难度。
8 结论
(1)煤粉燃烧在玛钢件退火隧道窑上应用是十分成功的。其节能效果几乎是车底式窑的1 3。
(2)此台隧道窑炉体采用全封闭结构及独特的燃烧器,设置烟尘排放除尘器,使各项指标完全符合城市环境保护要求。因而对于煤粉燃烧的大型炉窑来讲,如果采用的措施得当,其对环境的影响是很小的。环保排尘浓度的预测与实际监测结果接近。
(3)可调旋风式煤粉燃烧器对于煤粉的燃烧是十分合适的。
(4)煤粉燃烧对于炉温的控制能较好地实现。如果控制方法及各项参数选择准确,炉温可以控制在±15℃以内。
(5)煤粉燃烧时,燃烧室的容积热强度应选小值。
(6)煤的灰分熔点应尽可能在1300℃以上。减少结渣量,给除渣创造有利的条件。
参考文献
1 旋风炉及其灰渣综合利用1水电部电力研究所1北京:水利电力出版社,1978
2 Л.A.里赫捷尔(苏) 发电厂和企业排烟与大气保护.戴兆祥,欧阳铮译.北京:电力工业出版社,1980.7
3 王秉铨主编.工业炉设计手册1北京:机械工业出版社,1996
(上接第10页)
7 结语
带有横向送料装置的筒式加热炉引进技术经消化吸收,结合工厂实际情况进行改进设计并顺利投入使用。实践表明,炉子运行可靠、炉型结构合理、加热温度均匀,适用于长尺寸的钢管加热,可供国内同行借鉴参考。
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煤粉燃烧器的安全技术
煤粉燃烧器的安全技术Through the process agreeme nt to achieve a uni fied action policy for differe nt people, so as to coord in ate acti on, reduce bli ndn ess, and make the work orderly.
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煤粉燃烧器的安全技术 简介：该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 煤粉燃烧器是煤粉炉的主要燃烧设备。煤粉燃烧器的型式很多，一般可按气流形式分为直流燃烧器和旋流燃烧器两大类。 燃烧器（又叫喷燃器）常见的故障有喷燃器烧坏、燃烧不稳、灰火打炮、炉膛或喷口处结焦、磨损漏粉等，所以对喷燃器的安装、运行、检修等都要有一定的安全技术要求。 1?喷燃器的安全要求 1）喷燃器的安装应按设计要求进行。当燃料变化时，可根据试验结果进行必要的改进。喷燃器与水冷壁的固定时应防止水冷壁管被拉裂。喷燃器的平衡配重应按设计要求安装， 保证水冷壁管不受过大的附加力和能随着水冷壁膨胀而能自由调整，不被卡涩。喷燃器及输粉管、风管亦能膨胀正常； 2）运行值班人员应根据某种和负荷的变化正确调整一、二次风的风量和风速。确保燃烧正常，防止灭火打炮、结焦 和烧坏喷燃器；
浅谈回转窑用煤粉燃烧器操作参数选用和优化
合理选择和优化 1.研究意义 回转窑工作原理是利用回转着的窑筒体，不断旋转带动固体物料不断翻滚，以其暴露的新表面与掠过的气体进行传热和传质并产生化学反应?由于回转窑内的物料是处于堆积态，窑内气-固、固-固之间的换热效率就相对较低，研究高温热处理条件下回转窑内发生的物质与能量的转化与传递，研究空气过剩系数、二次风温度、内外风量比等操作参数对窑内传热过程的影响，并对操作参数进行优化，从而求得烟气、物料、窑内外壁沿窑长方向的温度变化规律，借此了解煅烧窑内温度分布及炉窑热工特性，可为优化窑的操作参数提供理论依据。并对煤粉燃烧器的操作参数进行优化，这对提高回转窑内换热效率、降低回转窑能耗具有重要的意义。 水泥熟料烧成反应是指硅酸二钙与氧化钙生成的液固相反应。由于水泥熟料强度的主要组成来源是C3S，因此C2S+Ca O→C3S的烧成过程对整个煅烧过程具有至关重要的作用。对 C-S-A-F-MgO系统而言，该反应主要发生在熔融的液相中，液相出现的温度约为 1550K （1277℃）。烧结反应的机理可以这样描述：固相反应生成的 C2S和之前未被反应的 CaO在液相中溶解、扩散并在液相中发生反应、经液相的过饱和及反扩散,最后经过再结晶形成新相 C3S。 从传热学的角度来说，窑内物料因入窑生料表观分解率为90～
95％，分解吸热反应所需的热量很少，公斤熟料约200～100千焦，物料升温吸热量约为450～500千焦，而熟料矿物形成是以放热反应为主，设熟料中C2S占%， C3S占%，C3A占%，C4AF占%，反应过程放热量约为655千焦。基于窑内熟料形成热基本是一个负值，所以可以认为窑内传热已不是主要矛盾，而熟料矿物生成的晶格形成和晶体生长所需维持的高温条件及在烧成带的停留时间成为矛盾的主要方面。 2. 回转窑用燃烧器对性能的要求 根据物料煅烧难易程度、窑的工况调节火焰形状。因此回转窑对煤粉燃烧器的性能要求是必须易于调节。煤粉燃烧形成的火焰形状应是肥瘦适宜的棒槌状，这样的火焰形状可使整个烧成带具有强而均匀的热辐射，从而在烧成带形成致密又稳定的窑皮，既可生成质量均匀且优质的水泥熟料，又延长了水泥回转窑耐火砖的使用寿命? 3. 煤粉燃烧和火焰形成过程 煤粒燃烧过程是一个非常复杂的气固两相流动与煤粉燃烧共同存在的过程，具体包括了预热、挥发份析出、挥发份燃烧及焦炭的燃烧。 煤粒反应过程： 图1 煤粒反应模型 火焰的燃烧过程： 图2 火焰燃烧各个阶段区域 A区：黑火头，长，在该区域燃料和助燃空气充分混合，但燃料尚未点燃，处于加热阶段。温度逐渐上升到600℃。
低氮分级燃烧技术介绍
低氮分级燃烧技术 一.低NO x优化燃烧技术的分类及比较 为了实现清洁燃烧，目前降低燃烧中NO、排放污染的技术措施可分为两大类：一类是炉内脱氮，另一类是尾部脱氮。 1.1炉内脱氮 炉内脱氮就是采用各种燃烧技术手段来控制燃烧过程中NO x的生成，又称低NO x燃烧技术，下表给出了现有几种典型炉内脱氮技术的比较。 表2
1.2尾部脱氮 尾部脱氮又称烟气净化技术，即把尾部烟气中已经生成的氮氧化物还原或吸附，从而降低NO x排放。烟气脱氮的处理方法可分为：催化还原法、液体吸收法和吸附法三大类。 催化还原法是在催化剂作用下，利用还原剂将NO x还原为无害的N2。这种方法虽然投资和运转费用高，且需消耗氨和燃料，但由于对NO x效率很高，设备紧凑，故在国外得到了广泛应用，催化还原法可分为选择性非催化还原法和选择性催化还原法相比，设备简单、运转资金少，是一种有吸引力的技术。 液体吸收法是用水或者其他溶液吸收烟气中的NO x。该法工艺简单，能够以硝酸盐等形式回收N进行综合利用，但是吸收效率不高。 吸附法是用吸附剂对烟气中的NO x进行吸附，然后在一定条件下使被吸附的NO x脱附回收，同时吸附剂再生。此法的NO x脱除率非常高，并且能回收利用。但一次性投资很高。 炉内脱氮与尾部脱氮相比，具有应用广泛、结构简单、经济有效等优点。表2中各种低NO x燃烧技术是降低燃煤锅炉NO x排放最主要也是比较成熟的技术措施。一般情况下，这些措施最多能达到50%的脱除率。当要进一步提高脱除率时，就要考虑采用尾部烟气脱氮的技术措施，SCR和SNCR法能大幅度地把NO x 排放量降低到200mg/m3，但它的设备昂贵、运行费用很高。 根据我国发展现状和当前经济实力还不雄厚的国情，以及相对宽松的国家标准CB13223一2003，在今后相当长一段时间内，我国更适合发展投资少、效果也比较显着的炉内脱氮技术。即使采用烟气净化技术，同时采用低NO x燃煤技术来控制燃烧过程NO x的产生，以尽可能降低化设备的运行和维护费用。 表2中各炉内脱氮技术又以燃料分级效率较高。燃料再燃技术是有效的降低NO x排放的措施，早在1980年日本的三菱公司就将天然气再燃技术应用于实际锅炉，NO x排放减少50%以上。美国能源部的“洁净煤技术”计划也包括再燃技术，其示范项目分别采用煤或天然气作为再燃燃料，NO x排放减少30%到70%。在日本、美国、欧洲再燃技术大量应用于新建电站锅炉和已有电站锅炉的改造，在商业运行中取得良好的环境效益和经济效益。在我国燃料再燃烧技术研究和应用起步较晚，主要是因为我国过去对环保的要求较低，另一方面则是出于技术经
煤粉 燃烧器详细介绍
一种防结焦结构以及煤粉燃烧器 技术领域 本实用新型涉及煤粉燃烧器技术领域，尤其涉及一种防结焦结构以及煤粉燃烧器。 背景技术 5 煤粉燃烧器是指能够让煤粉在短时间内充分燃烧，产生高温涡流的设备，现有的煤粉燃烧器的结构如图1至图3所示，其包括炉体1-1、炉膛1-11、支架1-2与底座1-3，炉体1-1的左侧中部设置有送煤管1-4，送煤管1-4的一端延伸至炉体1-1的外侧，送煤管1-4的另一端延伸至炉体1-1的内侧，送煤管1-4位于外部的一侧底部倾斜设置有煤粉进管10 1-5，送煤管1-4的中心设置有点火管1-6，点火管1-6内通过气缸1-7可水平移动的设置有点火枪1-8，点火枪1-8上设置有雾化喷油嘴，送煤管1-4的右端与点火管1-6的右端之间沿周向均匀的设置有若干第一叶片1-9，炉体1-1内对应送煤管1-4的中部与右侧分别设置有相连通的环形进风腔1-10与第一环形出风腔1-12，第一环形出风腔1-12的右端沿15 周向均匀的设置有若干第二叶片1-13，第一叶片1-9与第二叶片1-13均与轴线呈一定的角度，保证产生旋流效果，炉膛1-11与炉体1-1之间设 与第二环形出风腔1-15，环形进风腔 1-10之间设置有第二耐高温浇注料层1-16，支架1-2上设置有鼓风机1-17，鼓风机1-17分别通过第一供气管20 1-18、第二供气管1-19与第一环形出风腔1-12、第二环形出风腔1-15相连通，在行走电机1-20的带动下，炉体1-1可以在底座1-3上进行移动。 磨煤喷粉机将煤粉从煤粉进管1-5进入，然后通过送煤管1-4后在第一叶片1-9的作用下以旋流的方式喷出，煤粉被点燃后进行燃烧，点25 火枪1-8在点火之后被气缸1-7拉入点火管1-6内，避免烧损，与此同时，
21 百叶窗式水平浓淡煤粉燃烧器
109 百叶窗式水平浓淡煤粉燃烧器 在燃贫煤300MW 机组的应用研究 王纪宏 （河南安阳电厂） 摘要：为适应市场经济下的运行模式，针对发电企业改革中的深度调峰、超低NOx 排放问题，本文从百叶窗式水平浓淡煤粉燃烧器的结构分析了其稳燃性、NOx 低排放的机理，并通过安阳电厂#9、#10炉燃烧器的改造情况和试验结果分析，NOx 低排放量、稳燃性达到了国际领先水平，为企业创造了可观的经济效益和社会效益。文章还提出了对洁净燃烧和节能的一些新观点和建设性建议。 关键词：300MW 机组；百叶窗式水平浓淡煤粉燃烧器；改造；试验；Nox ；稳燃性 1 前言 安阳电厂#9、#10炉（DG1025/18.2-II4）为亚临界一次中间再热自然循环汽包炉，平衡通风，固态排渣，中储式结构，分别于1998年3、9月投产，运行基本稳定。为了适应电力市场频繁调峰、保证锅炉洁净燃烧，分别在2000、2001年机组大修中，将五层一次风全部改造为百叶窗式水平浓淡煤粉燃烧器。设计燃煤特性见附表。 2 燃烧器概述 2.1 结构特点 水平浓淡煤粉燃烧器分浓缩器和喷口两部分（如图1）。 图1 水平浓淡煤粉燃烧器横截面图
浓缩器由五块有一定倾角的耐磨陶瓷板组成，又称百叶窗浓缩器。燃烧器喷口由三部分组成：从向火侧到背火侧依次为浓相喷口、淡相喷口和侧二次风喷口，三者均属于狭长形喷口。浓相喷口由波形船体和四块稳燃齿组成，淡相喷口和侧二次风喷口中间均有横隔板。浓相与淡相喷口之间有8度的偏离角。浓缩器和喷口之间为文丘里式气流加速管。同时整个喷口与风室之间上下各有14mm、左右各有9mm间隙，以形成周界风。 2.2 降低NOx含量机理 燃煤燃烧过程中，所产生的氮氧化物NOx有两种：燃料型NOx和温度型NOx。 燃料型NOx：这是燃料氮在燃烧过程中氧化生成的。生成温度一般在600~800℃，正常燃烧情况下，燃料型NOx的生成量约占80~85%，最高可达90%。研究表明：当过量空气系数α≤0.7时，没有燃料型NOx产生。可见，提高煤粉浓度，降低氧气浓度，可以有效控制NOx生成。 温度型NOx：这是在高温下由燃烧所需空气中的氮气氧化生成的。研究表明，当温度小于1500℃，几乎测不出NOx；当温度大于1500℃，NOx的生成量相当明显。控制温度型NOx 生成的主要措施是：降低燃烧温度水平；降低氧浓度；缩短烟气在高温区停留时间。燃煤炉中，温度型NOx的生成量约占15~20%。 目前，控制锅炉燃烧中NOx主要从三个途径入手：改善燃烧、燃料脱氮和烟气净化。改善燃烧，包括改进燃烧器，改善运行条件两方面。其指导思想是降低燃烧温度和燃烧区的过量空气系数，组织二级燃烧。此燃烧器是综合利用了上述方式。一次风喷口向火侧煤粉浓度比背火侧煤粉浓度高6倍左右，在向火侧，相对氧气量低；在背火侧，燃烧温度相对较低。这样，有效地抑制了两种NOx的生成量。同时该燃烧器淡相气流、侧二风均偏离浓相气流8度，一定意义上组织了二级燃烧。水平摆动二次风喷口正常运行时，向增大切圆方向摆动15°，下层二次风假想切圆由φ700/500mm，改造为φ1667.4/1468.6mm，即均偏离了燃烧区，对整个燃烧区形成包围状态，构成了“外包风”，组织二级燃烧，极大程度地抑制了两种NOx 的生成。 2.3 稳燃节能机理 水平浓淡煤粉燃烧器节能性表现在三方面：低负荷不投油稳燃性；缩短点火时间；燃尽性。 该燃烧器设计指导思想之一是：充分发挥向火侧着火优势，在向火侧实现高浓度燃烧， 着火基地。浓相煤粉着火后，为淡相煤粉提供了高温 热源，淡相煤粉也迅速着火，最终形成了稳定的燃烧 火炬。该燃烧器浓相喷口内的波形船体形成燃烧“三 高区”，增加了一次风与回流高温烟气的接触面积；四 块稳燃齿，每个齿附近均有一个小小的旋涡与回流。 这些均有利于点火、稳燃和燃尽。 3 改造情况 3.1 燃烧器改造情况（如图2） 五层一次风全部更换为百叶窗式水平浓淡煤粉燃 图2 燃烧器喷口排列示意图110
中央煤粉燃烧器技术方案
1 回转窑煤粉烧嘴 技 术 方 案
目录 1．总则 2．煤粉烧嘴设计要求 3．功能指标、保证值和考核办法4．监造及见证、出厂验收5．安装验收和技术服务 6．附件图纸
1 总则 1.1新型中央煤粉烧嘴是北京**环保设备有限公司研制开发的新一代的燃烧设备，该项目课题组研究人员基于多年的实践经验，根据冷、热态实验的技术参数，以国内外的煤粉烧嘴为基础，采用现代最新燃烧技术的大速差和强旋流理论，结合全国原煤资源的特性以及我国工业炉的燃料燃烧特点，运用计算机仿真技术，综合考虑多学科研究和发展成果研制而成。该燃烧器适用于冶金球团工程的回转窑以及建材水泥行业和石灰行业的及工业窑炉加热装置，具有一次风量比例低、燃烧推力大的显著技术特点。其高速的出口射流，大大强化了煤粉气流和二次热风的混合，最大限度消除了不完全燃烧，减少了不必要的热损失，并有利于降低热耗和利用低、劣质燃料；其独特的结构设计，具有灵便快捷的火焰调节手段，可使火焰形状随时满足窑内工况的需要，有利于建立合理的煅烧制度，提高产品质量；其卓越的燃烧特性，可提高工业窑炉的煅烧能力，充分发掘了设备的潜在能力以增加产量。 1.2本技术方案是适用于太钢**铁矿项目200万t/a链篦机-回转窑球团工程煤粉燃烧 器设备订货、设计、制造、检验、试验及交货等方面提出基本要求和最低要求。 1.3本技术方案未经卖方北京**环保设备有限公司允许，严禁买方转载和复制。 1.4本技术方案是根据北京**国际工程技术有限公司提供煤粉燃烧器的技术规格书要求编制而成。新型煤粉燃烧器由北京**环保设备有限公司完成制造，用户在使用之前要仔细使用手册和相关技术说明，安装、操作及维护等问题作了较为详细的介绍。 2、燃烧器性能保证的前提条件 用户需为本燃烧器的使用提供基本的使用条件，以保证HDF-K55型回转窑用四风道煤粉燃烧器达到良好的使用效果。本燃烧器性能保证的前提条件如下： ●相关工艺系统正常； ●窑头二次风温约1100℃左右； ●送煤风配置误差最大不超过10%； ●送煤粉的空气中不得含有大颗粒的异物或棉纱等物； ●燃烧器的喷嘴及煤粉入口处不允许出现堵塞现象。 2．煤粉烧嘴设计要求 2.1适应的煤粉成份
煤粉高效洁净燃烧技术
煤粉高效洁净燃烧技术 Prepared on 22 November 2020
煤粉高效洁净燃烧技术 近年来，随着各国政府对环保工作的日益重视，全世界范围内都兴起了治理污染、保护环境的运动。新的环保技术及产品不断涌现，同时也不断地产生新的难题。煤粉燃烧在污染排放中占重要地位，也是历来治理污染的重点和难点。许多国家在治理环境污染活动中一直把它作为中心任务，也取得了比较明显的效果。据预测，2000～2010年我国煤炭在一次能源需求中的比重仍为70%左右，2050年可降至50%以下，但煤炭消费的绝对量还是大大增加了。因此，对我国政府而言，控制环境保护总体指标，首先必须控制燃煤造成的污染，其出路无非在于大力发展以煤炭高效洁净利用为宗旨的洁净煤技术。 在洁净煤技术不断发展的十几年内，国内外均开发了许多产品和成套技术。有先进的选煤技术、水煤浆技术、煤炭气化、煤炭液化技术，有循环流化床、增压循环流化床、整体煤气化联合循环等技术，有各种处理水平的烟气净化技术及粉煤灰综合利用技术等。综合考虑我国现状，煤粉高效洁净燃烧及烟气净化技术在近期应有较广阔的应用空间。 ●煤粉高效洁净燃烧技术及烟气净化技术现状 煤粉高效洁净燃烧及烟气净化技术包括高效燃烧技术、低NOx燃烧技术、烟气脱硫技术、烟气脱硝技术、除尘技术等。现简要介绍如下：一般而言，煤粉高效燃烧技术与低NOx燃烧技术是互为矛盾的两种技术。降低NOx生成与排放根本在于控制燃烧区域的温度不能太高，但低温燃烧又影响煤粉的燃烧率，协调好这两项技术的应用使之达到综合最佳效果
是目的，实际上就要求对煤粉燃烧的全过程加以控制。既能够保证煤粉着火的稳定性，又有较低的燃烧温度，同时有足够长的并在一定温度下的燃烧时间保证燃烬。目前世界上较先进的燃烧技术基本兼顾了这些因素，其中以直流燃烧器为主的有：ABB-CE公司利用一次风弯头的惯性分离作用，在弯头出口中间设置有孔隔板，将煤粉气流分成上浓下淡两段气流，形成上下浓淡煤粉燃烧器，并在喷口处装有轴向距离可调整的V型钝体，通过合理组织二次风，同时达到了稳定、高效、低NOx排放的燃烧效果；三菱重工（MHI）开发了PM型燃烧器，利用弯头的离心作用，把一次风分成上下浓淡两股气流，同时采用烟气再循环和炉内整体分级燃烧技术，也达到了较好的效果。 以旋流燃烧器为主的有：FW公司利用旋风子使进入主燃烧器的一次风浓度增加，并降低一次风速以保证煤粉气流着火稳定性，并控制NOx的生成量；有较多工业应用的还有B&W公司的PAX型旋流煤粉燃烧器、日本I HI公司的宽调解范围旋流煤粉燃烧器、德国斯坦米勒公司多级分级供风旋流燃烧器等。上述这些工业产品均能够保证NOx排放在400mg/Nm3以下，并具有较高燃烧效率。目前国外正在开发的低NOx燃烧技术可以控制NOx 生成量是在200mg/Nm3左右，已达到了比较高的水平。但由于世界上很多先进国家对NOx排放规定了严格的标准，仅靠改进和提高燃烧技术难以达到NOx控制值，因而有些锅炉机组在尾部增设了烟气脱硝装置。 我国近年来也开发了很多型式的低NOx燃烧技术，具有代表性的是浓淡煤粉燃烧器，包括水平浓淡、上下浓淡直流燃烧器、旋流燃烧器和可控浓淡旋流煤粉燃烧器等。但由于我国存在煤种多变等问题，致使这些技术在应用中遇到了一些问题，包括采用国外类似技术制造的燃煤机组也遇到了同样
模拟退火算法算法的简介及程序
模拟退火算法 模拟退火算法来源于固体退火原理，将固体加温至充分高，再让其徐徐冷却，加温时，固体内部粒子随温升变为无序状，内能增大，而徐徐冷却时粒子渐趋有序，在每个温度都达到平衡态，最后在常温时达到基态，内能减为最小。根据Metropolis准则，粒子在温度T时趋于平衡的概率为e-ΔE/(kT)，其中E为温度T时的内能，ΔE为其改变量，k为Boltzmann常数。用固体退火模拟组合优化问题，将内能E模拟为目标函数值f，温度T演化成控制参数t，即得到解组合优化问题的模拟退火算法：由初始解i和控制参数初值t开始，对当前解重复“产生新解→计算目标函数差→接受或舍弃”的迭代，并逐步衰减t值，算法终止时的当前解即为所得近似最优解，这是基于蒙特卡罗迭代求解法的一种启发式随机搜索过程。退火过程由冷却进度表(Cooling Schedule)控制，包括控制参数的初值t及其衰减因子Δt、每个t值时的迭代次数L和停止条件S。 模拟退火算法的模型 模拟退火算法可以分解为解空间、目标函数和初始解三部分。 模拟退火的基本思想: (1)初始化：初始温度T(充分大)，初始解状态S(是算法迭代的起 点)，每个T值的迭代次数L (2) 对k=1，……，L做第(3)至第6步： (3) 产生新解S′ (4) 计算增量Δt′=C(S′)-C(S)，其中C(S)为评价函数 (5) 若Δt′<0则接受S′作为新的当前解，否则以概率exp(-Δt′/T)
接受S′作为新的当前解. (6) 如果满足终止条件则输出当前解作为最优解，结束程序。终止条件通常取为连续若干个新解都没有被接受时终止算法。 (7) T逐渐减少，且T->0，然后转第2步。 算法对应动态演示图： 模拟退火算法新解的产生和接受可分为如下四个步骤： 第一步是由一个产生函数从当前解产生一个位于解空间的新解；为便于后续的计算和接受，减少算法耗时，通常选择由当前新解经过简单地变换即可产生新解的方法，如对构成新解的全部或部分元素进行置换、互换等，注意到产生新解的变换方法决定了当前新解的邻域结构，因而对冷却进度表的选取有一定的影响。 第二步是计算与新解所对应的目标函数差。因为目标函数差仅由变换部分产生，所以目标函数差的计算最好按增量计算。事实表明，对大多数应用而言，这是计算目标函数差的最快方法。 第三步是判断新解是否被接受,判断的依据是一个接受准则，最常用的接受准则是Metropo1is准则: 若Δt′<0则接受S′作为新的当前解S，否则以概率exp(-Δt′/T)接受S′作为新的当前解S。 第四步是当新解被确定接受时，用新解代替当前解，这只需将当前解中对应于产生新解时的变换部分予以实现，同时修正目标函数值即可。此时，当前解实现了一次迭代。可在此基础上开始下一轮试验。而当新解被判定为舍弃时，则
回转窑燃烧器
回转窑燃烧器 回转窑燃烧器采用煤、气混烧四通道燃烧器。调节灵活方便，操作自如，各个风道的喷出速度在操作时均可随意调节，可调出不同窑况下所需要的任何火焰，窑煅烧温度容易控制。 当前回转窑煤粉燃烧器的发展趋势是：由三风道向四风道发展；由分割式向旋流式发展；由烧优质烟煤向烧低质煤和废燃料发展；在大中型生产线上，由引进向国产发展。四风道煤粉燃烧器的特点：一次风用量小，节能显著；风速高，推力大；调节灵活，火焰形状可以多变；火焰形状好，没有峰值温度；外风从间断出口喷出，永不变形。四风道煤粉燃烧器为低质煤的运用提供了技术支持。一些四风道煤粉燃烧器头部件易烧损磨蚀，下煤处易磨漏磨穿，中间容易弯曲，浇注料寿命短，企业在选用时必须重视，对国内外燃烧器要正确评认，应认真落实性价比。在燃烧器的采购中应搞清楚有关煤粉燃烧器名词术语的基本概念，还要了解国内外煤粉燃烧器市场状况，做到准确地采购。 燃烧装置：①采用煤粉作燃料时，根据窑型的大小匹配两通道、三通道或四通道的不同喷煤燃烧装置，具有燃烧充分，火焰活泼有力，刚度好，不伤窑皮，可维修性强，后期维修费用低，关键部件采用耐高温陶瓷元件，工作性能稳定可靠，系统投资小等特点。②煤气燃烧系统由煤气烧嘴、控制阀组等组成。煤气通过管道送至阀组调控后，进入回转窑烧嘴，与一、二次风混合燃烧。煤气流量调节灵活。煤气烧嘴由多个空心套筒和一个螺旋导流体组成，助燃风和煤气在烧嘴通
道内形成旋流或直流，使煤气和空气混合更均匀燃烧效果更理想，同时还可以通过控制各流向风的多少使烧嘴火焰形状根据生产情况自主调节。燃烧系统还设有自动吹扫、放散、紧急切断等措施，安全可靠。
回转窑用煤粉燃烧器操作参数选用和优化
回转窑用煤粉燃烧器操作参数选用和优化
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浅谈回转窑用煤粉燃烧器操作参数的 合理选择和优化 1.研究意义 回转窑工作原理是利用回转着的窑筒体，不断旋转带动固体物料不断翻滚，以其暴露的新表面与掠过的气体进行传热和传质并产生化学反应?由于回转窑内的物料是处于堆积态，窑内气-固、固-固之间的换热效率就相对较低，研究高温热处理条件下回转窑内发生的物质与能量的转化与传递，研究空气过剩系数、二次风温度、内外风量比等操作参数对窑内传热过程的影响，并对操作参数进行优化，从而求得烟气、物料、窑内外壁沿窑长方向的温度变化规律，借此了解煅烧窑内温度分布及炉窑热工特性，可为优化窑的操作参数提供理论依据。并对煤粉燃烧器的操作参数进行优化，这对提高回转窑内换热效率、降低回转窑能耗具有重要的意义。 水泥熟料烧成反应是指硅酸二钙与氧化钙生成的液固相反应。由于水泥熟料强度的主要组成来源是C3S，因此C2S+Ca O→C3S的烧成过程对整个煅烧过程具有至关重要的作用。对C-S-A-F-MgO系统而言，该反应主要发生在熔融的液相中，液相出现的温度约为1550K（1277℃）。烧结反应的机理可以这样描述：固相反应生成的C2S和之前未被反应的CaO在液相中溶解、扩散并在液相中发生反
应、经液相的过饱和及反扩散,最后经过再结晶形成新相C3S。 从传热学的角度来说，窑内物料因入窑生料表观分解率为90～95％，分解吸热反应所需的热量很少，公斤熟料约200～100千焦，物料升温吸热量约为450～500千焦，而熟料矿物形成是以放热反应为主，设熟料中C2S占0.20%，C3S占0.60%，C3A占0.08%，C4AF占0.10%，反应过程放热量约为655千焦。基于窑内熟料形成热基本是一个负值，所以可以认为窑内传热已不是主要矛盾，而熟料矿物生成的晶格形成和晶体生长所需维持的高温条件及在烧成带的停留时间成为矛盾的主要方面。 2. 回转窑用燃烧器对性能的要求 根据物料煅烧难易程度、窑的工况调节火焰形状。因此回转窑对煤粉燃烧器的性能要求是必须易于调节。煤粉燃烧形成的火焰形状应是肥瘦适宜的棒槌状，这样的火焰形状可使整个烧成带具有强而均匀的热辐射，从而在烧成带形成致密又稳定的窑皮，既可生成质量均匀且优质的水泥熟料，又延长了水泥回转窑耐火砖的使用寿命? 3. 煤粉燃烧和火焰形成过程 煤粒燃烧过程是一个非常复杂的气固两相流动与煤粉燃烧共同存在的过程，具体包括了预热、挥发份析出、挥发份燃烧及焦炭的燃烧。 3.1煤粒反应过程：
锅炉煤粉燃烧器说明书
LHX-高效节能型锅炉煤粉燃烧器 产 品 说 明 书 西安路航机电工程有限公司
一、工作原理： ①燃烧器是锅炉的主要燃烧设备，他通过各种形式，将燃料和燃烧所需要的空气送入炉膛使燃料按照一定的气流结构迅速、稳定的着火：连续分层次供应空气，使燃料和空气充分混合，提高燃烧强度。 煤粉燃烧器就是利用二次风旋转射流形成有利于着火的回流区，以及旋转射流内和旋转射流与周围介质之间的强烈混合来加强煤粉气流的着火特性。旋转射流的工质除了二次风外，还可以有一次风。在二次风蜗壳的入口处装有舌形挡板，用以调节气流的旋流强度，蜗壳煤粉燃烧器的结构简单，对于燃烧烟煤和褐煤有良好的效果，也能用于燃烧贫煤 运行参数:一次风率r1，一、二次风量比，一、二次风速w1和w2及风速比w1 /w2有关。。锅炉燃烧器使用的是气化原理，能使燃油完全 气化，整个燃烧器采用三级点火方式，先用高能点火器点燃轻柴油，再用轻柴油点燃浓煤粉，最后点燃淡煤粉，实现煤粉全部燃烧。 ②为避免工业锅炉积灰过多，本产品采取炉外排渣系统.进入锅炉体内的烟气灰渣尘只占燃料燃烧总的渣量的15%，其中只有小部分沉于锅炉体内,绝大部分烟气尘随烟气流入炉外的收尘系统.工业锅炉本体只需采用压缩空气吹灰系统即可避免锅炉本体人工掏渣。本产品的使用效果与燃油燃气的工业锅炉效果基本一致。
③本产品燃烧煤种与水煤浆燃烧煤种大大放宽，而不需要特优烟煤，而对于一般烟煤、无烟煤、褐煤等甚至劣质杂煤均可.使用其煤粉燃烬率可达到99%,炉渣含碳量为1%左右.炉渣为黄白色是农业化肥和建材的良好的混合材,以达到循环利用的目的.其耗煤量与一般链条锅炉可节省煤耗为25-30%以上。 二.环保技术指标： 由于燃烧系统的彻底改进，相对于链条式的工业锅炉，由燃煤层燃燃烧方式改为煤粉燃烧方式，同时又采用炉外排渣技术。其中燃烧筒（立式、卧式）的捕渣率能达到85%以上，进入工业炉的炉渣量几乎小于15%以上，只有极小部分烟尘沉于炉内,大部分随烟气流进炉后收尘系统.这样极大的减轻了炉尾部的收尘器的收尘量，进入锅炉内的细微烟尘只需要设置采用压缩空气吹灰孔即可，锅炉必须设置专用检查炉门。本公司依据水膜旋风除尘器的基本原理研发成功:文氏管双级脱硫水雾除尘器（不锈钢等钢结构见另外产品说明书），进而彻底淘汰多年普遍使用的水膜麻石除尘器，使锅炉后的除尘系统简单化，而除尘效果更优。经测算：除尘效率可达到99%，粉尘含量≤100mg/m3,SO2≤250～ 300mg/m3, NO2≤400mg/m3,总体排放指标，可达到国家城市二类地区的环保指标。 三.全线实现PLC全自动热工仪表控制系统
煤粉燃烧器
煤粉燃烧器的分析 摘要：本文分析了几种有代表性的预燃室型煤粉稳燃装置的原理及其特性，并根据其原理提出了几种改进的方案。 关键词：回流区；煤粉锅炉燃烧器；钝体 前言：我国电力行业以劣质媒为主要燃料，这是我国能源政策的要求，同时也是我国煤碳资源分布状况、开采运输条件等所决定的。从经济性和发展趋势看，燃油锅炉和燃用优质煤锅炉所占比重将越来越少，燃用劣质煤锅炉，特别是大容量劣质煤锅炉将越来越多。锅炉燃用劣质煤时普遍存在着火困难、燃烧稳定性差、燃尽率低等问题。对于有些煤种，还存在着炉膛水冷壁结焦、尾部受热面磨损腐蚀、排放物严重污染环境等问题。另一方面，要求越来越多的锅炉机组参加电网调峰。锅炉参加电网调峰时，需要改变负荷和调整运行方式，这就进一步加剧了劣质煤锅炉己存在的问题的严重性。这些问题急需解决，而解决这些问题的重要手段就是研制和开发新燃烧设备。 我们小组从《燃烧学》课本上介绍的两种传统煤粉燃烧稳燃装置出发： 旋流稳燃器： 稳燃原理： 旋流射流的一个最大特点就是射流内部有一个反向回流区，旋转的射流不但从射流外侧卷吸周围的介质，而且还从内部回流区内卷吸介质，而内部回流区的烟气温度很高，能有效助燃和稳燃。 存在的问题： 1.预燃筒壁的积粉和结渣： 不能作为主燃烧器在锅炉运行中长期使用，甚至在短期的锅炉点火启动和低负荷稳燃运行使用时也成问题，因预燃室简壁结焦严重或出现局部温度过高而烧毁预燃室. 2.旋流叶片的磨损： 在长期多变负荷运行过程中，旋流叶片受到高速煤粉流的冲刷，容易磨损变形，造成煤粉流的堵塞，影响旋流效果 3.低负荷条件下工作不稳定，容易熄火，需要喷油助燃。 4.对无烟煤等低挥发分含量煤种的效果不好。 钝体直流稳燃器： 稳燃原理： 钝体是不良流线型体，在大雷诺数下流体流经钝体时在钝体的某个位置会是
浅谈回转窑用煤粉燃烧器操作参数选用和优化
浅谈回转窑用煤粉燃烧器操作参数的 合理选择和优化 1.研究意义 回转窑工作原理是利用回转着的窑筒体，不断旋转带动固体物料不断翻滚，以其暴露的新表面与掠过的气体进行传热和传质并产生化学反应?由于回转窑内的物料是处于堆积态，窑内气-固、固-固之间的换热效率就相对较低，研究高温热处理条件下回转窑内发生的物质与能量的转化与传递，研究空气过剩系数、二次风温度、内外风量比等操作参数对窑内传热过程的影响，并对操作参数进行优化，从而求得烟气、物料、窑内外壁沿窑长方向的温度变化规律，借此了解煅烧窑内温度分布及炉窑热工特性，可为优化窑的操作参数提供理论依据。并对煤粉燃烧器的操作参数进行优化，这对提高回转窑内换热效率、降低回转窑能耗具有重要的意义。 水泥熟料烧成反应是指硅酸二钙与氧化钙生成的液固相反应。由于水泥熟料强度的主要组成来源是C3S，因此C2S+Ca O→C3S的烧成过程对整个煅烧过程具有至关重要的作用。对 C-S-A-F-MgO系统而言，该反应主要发生在熔融的液相中，液相出现的温度约为 1550K （1277℃）。烧结反应的机理可以这样描述：固相反应生成的 C2S和之前未被反应的 CaO在液相中溶解、扩散并在液相中发生反应、经液相的过饱和及反扩散,最后经过再结晶形成新相 C3S。 从传热学的角度来说，窑内物料因入窑生料表观分解率为90～
95％，分解吸热反应所需的热量很少，公斤熟料约200～100千焦，物料升温吸热量约为450～500千焦，而熟料矿物形成是以放热反应为主，设熟料中C2S占0.20%， C3S占0.60%，C3A占0.08%，C4AF 占0.10%，反应过程放热量约为655千焦。基于窑内熟料形成热基本是一个负值，所以可以认为窑内传热已不是主要矛盾，而熟料矿物生成的晶格形成和晶体生长所需维持的高温条件及在烧成带的停留时间成为矛盾的主要方面。 2. 回转窑用燃烧器对性能的要求 根据物料煅烧难易程度、窑的工况调节火焰形状。因此回转窑对煤粉燃烧器的性能要求是必须易于调节。煤粉燃烧形成的火焰形状应是肥瘦适宜的棒槌状，这样的火焰形状可使整个烧成带具有强而均匀的热辐射，从而在烧成带形成致密又稳定的窑皮，既可生成质量均匀且优质的水泥熟料，又延长了水泥回转窑耐火砖的使用寿命? 3. 煤粉燃烧和火焰形成过程 煤粒燃烧过程是一个非常复杂的气固两相流动与煤粉燃烧共同存在的过程，具体包括了预热、挥发份析出、挥发份燃烧及焦炭的燃烧。 3.1煤粒反应过程： 图1 煤粒反应模型
煤粉高效燃烧技术发展状况调研报告
煤粉高效燃烧技术发展状况调研报告 为促进煤炭清洁高效利用，摸底监管辖区内有关情况，推广先进技术经验，西北能源监管局于2015年上半年对煤粉高效燃烧技术发展情况进行了调研，具体情况如下： 一、基本情况 (一)煤粉高效燃烧技术背景及意义 煤粉高效燃烧技术包括煤粉加工技术和高效煤粉锅炉技术。煤粉加工，指煤炭通过烘干、研磨等物理加工形成细小颗粒。高效煤粉锅炉技术，指以“煤粉高效燃烧”为核心，采用煤粉集中制备、精密供粉、空气分级燃烧、炉内脱硫、炉壳(或水管)式锅炉换热、高效布袋除尘、烟气脱硫和全过程自动控制等先进技术，以实现燃煤锅炉的高效运行和洁净排放，主要适用于工业企业生产用蒸汽、工业及民用供暖。 煤炭是我国的主体能源和重要工业原料，近年来，煤炭工业取得了长足发展，煤炭产量快速增长，生产力水平大幅提高，为经济社会发展做出了突出贡献，但煤炭利用方式粗放、能效低、污染重等问题没有得到根本解决。长期以来，燃煤发电行业承担了重要的减排任务，但目前全国脱硫机组占比已超过90%，随着《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)的实施，火电机组排放指标可降空间变小，其它燃煤领域的大气污染防治问题亟需得到重视。据环保部统计，目前我国燃煤工业锅炉占全国工业锅炉总量和总蒸发量约85%，每年消耗原煤约7亿吨，约占全国煤炭消费总量的20%;排放烟尘785万吨，约占全国烟尘排放量的43%;排放二氧化硫626万吨，约占全国二氧化硫排放量的26%;排放氮氧化物732 万吨，约占全国氮氧化物排放量的12%，是我国第二大煤烟型污染来源。此外，我国目前原煤利用集中度不足50%，低于全球60%的平均水平，更远低于发达国家90%的水平，各种分散供热取暖小锅炉及民用煤炉年消耗原煤2亿吨，其中绝大多数没有采取任何除尘、脱硫、脱硝等环保措施，也是大气污染的重要因素之一。由此可见，工业锅炉、散烧煤污染治理形势严峻。在燃煤发电行业减排空间日益缩小的情况下，实施工业锅炉改造、减少煤炭分散直接燃烧成为各级政府的共识，是各地节能减排最主要的方向之一，煤粉高效燃烧技术开始得到重视与发展。 (二)煤粉高效燃烧技术发展现状 上世纪90年代中后期，煤粉高效燃烧技术在德国、法国已广泛应用，但在国内目前仍处于起步阶段。政策方面，2013年8月，国务院印发《关于加快发展节能环保产业的》(国发〔2013〕30号)文件，指出：重点提高小型燃煤锅炉高效燃烧等技术水平;2014年12月，国家能源局、环境保护部、工业和信息化部联合印发《关于促进煤炭安全绿色开发和清洁高效利用的意见》(国能煤炭〔2014〕571号)，指出：要加快推广高效煤粉工业锅炉等高效节能环保锅 炉;2015年2月，工业和信息化部、财政部联合印发《工业领域煤炭清洁高效利用行动计划》(工信部联节〔2015〕45号)，将新型高效煤粉锅炉系统技术列
四通道煤粉燃烧器
四通道煤粉燃烧器 中图分类号:TQ172.622.24 1 工作原理 如图1所示，煤粉由气流携带从煤风管按一定的扩散角度向外喷出，由外邻的旋流风传给相当高的动量和动量矩，以高速度螺旋前进，并继续径向扩散，与高速射出的轴流风束相遇。轴流风束的插入，进一步增强了煤风的混合(包括周围的二次风)，并可调节火焰的发散程度、长短和粗细。中心风的作用是促使中心部分的少量煤粉及CO的燃烧更为充分，并起稳流的作用。由于这种燃烧机理和旋流风、轴流风具有的高速度，燃烧是非常迅速和完全的。 图1 四通道煤粉燃烧器火焰中各种气流及煤粉流动示意图 2 结构组成 该四通道燃烧器的结构组成如图2所示。 图2 四通道煤粉燃烧器结构示意 管路:共分5条，分别为轴流风道、旋流风道、煤风道、中心风道和燃油管。 喷嘴:由特殊材料加工，各管道的出口面积可调，从而调节喷出的速度，是
保证火焰形状及寿命的关键部件之一。 金属波纹补偿器:是联接各管路密封和调节火焰形状的主要部件。 蝶阀:用于调节风量。 压力表:间接显示燃烧器内风口喷出速度。 保护层:即耐火浇注层，用户自行浇注。 燃烧器的调节方法:轴流风、旋流风和中心风的入口上都装有蝶阀，可单独地调节各风量和比例。旋动调节螺母，可把各管向内压入或向外拉出，调节各喷出口面积大小从而调节喷出的速度。 3多通道燃烧器的特点。 1)在线调节灵活方便，可以根据不同要求，对火焰长短、粗细、强弱随机调整。 2)火焰形状更为规则完整，稳定，不扫“窑皮”，有利于窑衬的长期安全使用。 3)节能:送煤风机以及电动机处节省了大量电能，同时煤粉的充分燃烧也减少了不少能耗。 4)二次风量的相应增加，使熟料冷却更为充分，快速，从而提高了熟料质量， 5)可烧劣质煤，风煤混合更为充分，燃烧更为快速完全，降低了废气中CO ，有利于电除尘器的安全运行和环保。 和NO x
分拉垂直亲和浓淡煤粉燃烧
分拉垂直亲和浓淡煤粉燃烧”立体分级低氮燃烧技术 “分拉垂直亲和浓淡煤粉燃烧”立体分级低氮燃烧技术是我公司诸多热能专家经过多年潜心研究，并经过实践验证的“降Nox、提升锅炉效率并举”的具有自主知识产权的独有技术。最近完成的华电哈三电厂低Nox改造项目，经西安热工院测试：NOx指标标216mg/Nm 3（O 2 =6%），锅炉效率提升1.39%。 1 “分拉垂直亲和浓淡煤粉燃烧”立体分级低氮燃烧技术概述 我公司自主研发并经过广泛应用验证的“分拉垂直亲和浓淡煤粉燃烧”立体分级低氮燃烧技术，保证在降低NOx的同时，燃烧稳定性好、炉内避免结渣和高温腐蚀，具有宽广煤质适应性，在一定范围内提高燃烧效率，以取得优良的锅炉综合运行性能，同时能够满足对挥发分变化范围较大的煤质稳燃和高效燃烧的要求，做到节能和减排并举，一次改造的同时收获多项成果。 这种技术的应用不仅起到了稳燃和降低NOx生成的作用，而且同时还避免形成还原性气氛，防止了水冷壁高温腐蚀现象发生。此外，在一次风喷口四周均设有周界风，运行时利用各自独立的风量控制挡板调整得到合适的喷口周界冷却风量，以便在喷口投入和不投入时保证充分风量冷却喷口，防止高温变形或烧坏。另外在淡煤粉一次风喷口的背火侧周界风喷口面积适当增加，形成较大出口动量的侧二次风喷口，起到防止炉膛水冷壁结渣和防止高温腐蚀的作用。 2 低NOx控制技术机理和特点—降低NOx排放浓度措施 2.1 低NOx燃烧器技术原理 将采用新一代的高浓缩比浓淡风煤粉燃烧技术，是在一次风管道内采用经过详细研究和优化的百叶窗式煤粉浓缩器，使煤粉气流在流经百叶窗是产生不同程度偏转，煤粉与气流惯性分离，经分流隔板后分别形成两股浓、淡煤粉气流，同时在淡煤粉外背火侧布置有刚性强的侧二次风喷口。燃烧器布置在四角切圆锅炉同一水平面，形成内、外侧假想切圆。 煤粉气流在水冷壁附近形成了比普通燃烧器强得多的氧化性气氛。侧二次风在背火侧的投入将进一步强化煤粉形成的氧化性气氛，保证在深度炉内分级燃烧方式下，水冷壁附近的低煤粉颗粒浓度和氧化性气氛的运行环境。这种布置方式不仅起到了稳燃和降低NOx生成的作用，同时还避免了形成还原性气氛，防止了水冷壁高温腐蚀现象发生。浓煤粉布置炉内烟气温度高的上火侧，浓煤粉具有着火温度低、火焰温度高的特点，保证了煤粉火焰的良好稳定性。 由于浓淡煤粉气流分别在远离煤粉燃烧化学当量比条件下燃烧，对于浓侧煤粉气流由于处于还原性气氛下燃烧，气流中氧含量小，煤粉挥发物中的含氮基团可将NO还原为N2，使NO产生量降低；对于淡侧煤粉气流，由于煤粉浓度较小，含氮基团析出量小，这样与氧反应生成NO的量较小，综合总体效应的结果，使浓淡分离后一次风产生NO排放量比普通型直流燃烧器少得多。采用垂直浓淡煤粉燃烧器后，可以有效改善着火阶段煤粉气流的供风，使煤粉在偏离化学当量比环境中着火，这样降低了NOx生成量，可以大幅度降低NOx排放水平。 2.2 炉内垂直空气分级降低NOx排放
遗传模拟退火算法及其应用
本科毕业设计（论文）外文参考文献译文及原文 学院轻工化工学院 专业制药工程 （天然药物方向）年级班别20 09级（2）班 学号3109002300 学生姓名黄学润 指导教师魏关锋 2013年6月
遗传/模拟退火算法及其应用 Guangming Lv, Xiaomeng Sun, Jian Wang College of Mechanical and Electronic Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin Heilongjiang, China lgmhit@https://www.docsj.com/doc/9b16076191.html, 摘要：本文将模拟退火算法和遗传算法相结合，提出了一种新的算法。遗传算法（GA）中嵌入模拟退火算法（SA），结合成一个新的全局优化算法。SA的使用降低了GA的参数选择的困难。此外，新算法可以缩减组合的搜索区域，并避免了遗传算法中存在的“过早收敛”问题，提高了算法的收敛性。遗传操作的交叉算子在该算法中发挥着重要作用。通过计算机仿真，我们可以看到新的算法相对于传统的遗传算法和模拟退火算法更具优势。 关键词：模拟退火法；遗传算法；过早收敛；交叉算子 I．引言 遗传算法（GA）首先由密歇根大学教授J.Holland提出，源于对自然和人工系统的自适应行为的研究。GA是模拟生物在自然环境中的遗传和进化过程而形成的一种基于达尔文的进化论和孟德尔的遗传学说的自适应全局优化概率搜索算法。对于复杂的优化问题，没有必要使用GA的建模和复杂操作[1]。与传统的搜索算法相比，GA将优化问题的解空间转换成遗传空间。它从一个种群中产生问题的一个解，并根据“优胜劣汰”的原则，一代又一代的达到问题的最优解或最近解。 遗传算法的主要特点是：处理对象不是参数本身，而是参数集的编码操作；GA同时处理的几个群体中个体，即同时估计在搜索空间中的几个解；GA只利用问题的目标函数，不需要任何其他条件或辅助信息；GA不采取一定的角色，而采用概率的变化规律来指导搜索方法；GA可以在较大的解空间快速搜索。 GA通过选择复制的行为和遗传因素保持优化种群的进化使得他们最终收敛到最优解。选择复制给予个体更大的适应性和函数值更大的复制概率，并能加速
浓淡燃烧器原理
浓淡燃烧器原理 2014-01-21 10:38 浓淡燃烧器原理 1. 所谓浓淡燃烧器，就是采用将煤粉——空气混合物气流，即一次风气流分离成富粉流和贫粉流两股气流，这样可在一次风总量不变的前提下提高富粉流中的煤粉浓度。 2. 富粉流中燃料在过量空气系数远小于1的条件下燃烧，贫粉流中燃料则在过量空气系数大于或接近1的条件下燃烧，两股气流合起来使燃烧器出口的总过量空气系数仍保持在合理的范围内。 3. 浓淡分离原理 （1）离心式煤粉浓缩器用在W型火焰锅炉上； （2）利用管道转弯所产生的离心力使煤粉浓缩，在四角切圆燃烧的炉膛上得到应用； 百叶窗锥形轴向分离器； （3）带有旋流叶片的煤粉浓缩器，用于燃用高水分褐煤的风扇磨煤机直吹式燃烧系统中。 4. 稳燃原理 富粉流中煤粉浓度的提高，即该股气流一次风分额降低，将使着火热减少，火焰转播速度提高，燃料着火提前。但是，煤粉浓度并非越高越好。如果煤粉浓度过高，则会因氧量不足影响挥发分燃烧，颗粒升温速度降低，反而使火焰转播速度下降，着火距离拉长，并会产生煤烟。最佳煤粉浓度值与煤种有关低挥发分煤和劣质烟煤的最佳值高于烟煤。富粉流着火后，为贫粉流提供了着火热源，后者随之着火，整个火炬的燃烧稳定性增强，从而扩大了锅炉不投油助燃的负荷调节范围及煤种适应性。 5. 减少污染 煤粉燃烧时有NO和极少量的NO2生成，它们统称为氮氧化合物，用NOX表示，是一种
有害的气体排放物。要降低NOX的生成量，要求火焰温度低，燃烧区段内氧浓度小，燃料在高温区内的停留时间短。浓淡燃烧器因能降低燃烧产物中NOX的排放量，所以也是一种低NOX燃烧器。 6. 防止结渣 煤粉颗粒在高温还原性气氛下，煤灰的灰熔点将大大降低，这样当烟中的灰粒接触到受热面或炉墙时，仍可能保持软化状态或熔化状态，会粘结在壁面上，形成结渣。 对于浓淡型煤粉燃烧器，将一次风煤粉气流沿水平方向进行浓淡分离，淡煤粉气流位于背火侧，即水冷壁一侧，使水冷壁附近煤粉浓度降低，氧浓度提高，还原性气氛水平下降，提高了灰粒的熔化温度，可减少炉膛结渣的可能性。同时，浓煤粉气流位于向火侧，有利于获取着火热，稳定燃烧。