[發明專利]一種煤粉最佳燃燒濃度的確定方法

有效

• 申請號: 200710188598.1
• 申請日: 2007-12-13
• 公開（公告）號: CN101183084A
• 公開（公告）日: 2008-05-21
• 發明（設計）人: 周屈蘭;董陳;趙欽新;徐通模;惠世恩
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01N25/22
• 分類號: G01N25/22;G01N19/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 張震國

技術領域

本發明涉及一種煤粉最佳燃燒濃度的確定方法。

背景技術

燃煤鍋爐是我國能源生產的重要手段，由于我國電站鍋爐負荷和燃用煤種多變，導致鍋爐運行出現穩燃能力較差、燃燒效率低，大氣污染嚴重、水冷壁結渣和高溫腐蝕等問題。國內外大量的研究表明，濃淡燃燒不但可以降低NOx排放量，而且在保證較高燃燒效率的前提下，還可以提高一次風粉著火和燃燒穩定性。國外較早地運用了濃淡煤粉燃燒技術，如FW公司的旋風分離式燃燒器、ABB/CE公司的WR燃燒器以及三菱公司的PM燃燒器。在國內，西安交通大學提出組織水平方向濃淡燃燒，并最先在電站鍋爐上獲得了應用。另外，哈爾濱工業大學和浙江大學也開發了濃淡煤粉燃燒器，在鍋爐改造中取得了應用。

濃淡燃燒的基本思路是使濃側的煤粉濃度為相應條件下的最佳煤粉濃度以達到最有利的著火條件，讓穩定燃燒的濃側煤粉帶動點燃淡側煤粉。顯然在濃淡燃燒中，最佳煤粉濃度的確定是至關重要的。

在以往的研究中，最佳煤粉濃度的確定都是通過經驗分析或現場調試確定出來，沒有一個統一的最佳濃度確定方法，也沒有一個標準化的測量方法，這使得設計煤粉燃燒器及其運行參數的時候，難以預先確定最佳煤粉濃度，從而難以獲得最優的設計方案。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種煤粉最佳燃燒濃度的確定方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：1)首先由熱力學第一定律可知：Q₁＝Q₂+Q₃，其中，Q₁為煤粉氣流以及煙氣升溫所需的吸熱量，Q₂為煤粉氣流著火前從爐膛中的吸熱量；Q₃為煤粉氣流中的化學反應放熱量；

2)根據熱力學第一定律建立著火過程的物理模型，即一次風的流量為1kg/s，溫度為T_1k(K)，煤粉濃度為μ，卷吸溫度為T_l的高溫煙氣量為f_re，二次風量為f_2k，溫度為T_2k(K)，以速度u流動經過特征長度l，達到著火溫度T_zh；

煤粉氣流及煙氣升溫所需的吸熱量Q₁包括一次風和混入煤粉氣流的二次風氣流的顯熱，Q₁＝f_2kc_p，2k(T_zh-T_2k)+c_p，1k(T_zh-T_1k)，其中，c_p，1k和c_p，2k分別為一次風和二次風的比熱容；

煤粉氣流著火前從爐膛中的吸熱量Q₂＝f_rec_p，y(T_l-T_zh)，其中c_p，y為煙氣的比熱容，T_l為爐膛中的煙氣溫度，T_l＝k_qq_F，k_q為系數取1800～2200，q_F為爐膛的截面熱負荷，單位是MW/m²；