技术
2.2 温度分布
图5描述了75t˙h-1高负荷和33t˙h-1低负荷时整个系统的温度分布｡整体而言,相同负荷下炉膛内的温度流场分布较为均匀,蒸发管束受热面以下区域的温度梯度较小;炉膛上部和出口段(标高12.54m至24.29m之间)烟气温度,75t˙h-1负荷时为940℃~980℃,33t˙h-1负荷时则在850℃~920℃之间,均满足SNCR喷氨脱硝反应温度区间要求｡这是因为该炉在炉膛标高4.7~18.5m之间敷设了13.8m长的卫燃带,使燃料在炉膛密､稀相区处于近似绝热状态下燃烧,保证炉膛内有充分均匀的较高的燃烧温度;同时,尽管在标高18.5m以上裸露的水冷壁管束会吸收部分热烈,但福建无烟煤具有强烈的后燃性,二次风补充大量氧气加剧了福建的燃烧强度,提高了炉膛出口烟温,甚至出现局部高温区,严重时会造成炉膛出口段(标高18.5~20.8m)水冷壁上结焦｡经过蒸发管束､高温过热器､低温过热器换热后,烟温下降至520℃~580℃,进入中温旋风分离器｡
同时,对比图5(a)､5(b)可以看出,不同负荷下的炉膛中上部温度差别较大,即存在较大的负荷温度梯度｡这是因为该炉是中温分离CFB锅炉,存在较严重的灰量不平衡问题,一般通过调整返回炉膛的回料量来改变炉内物料浓度从而达到调整锅炉负荷的目的｡锅炉负荷高时,返回炉膛的回料量多,将密相区的大量热量源源不断地从炉膛底部带到上部,保持炉膛中上部较大的物料浓度､较高的燃烧强度以及较多的燃烧份额,炉膛中上部温度较高且均匀分布,保证锅炉出力;锅炉负荷较低时,回料量较少,炉内物料浓度较低,炉膛中上部温度较低｡
2.3 NOx浓度分布
图6描述了75t˙h-1高负荷和33t˙h-1低负荷时整个系统的NOx浓度分布｡从图6可以看出,炉膛中下部的NOx浓度分布较为均匀,但炉膛中下部(随负荷升高分界点提高)的NOx浓度分布出现较大偏差,呈现“W”型分布特性,即侧边和中心NOx浓度高､其他位置NOx浓度低,这是由于二次风分级送风､分段燃烧造成部分NOx还原为N2,与现场工业试验测试结果相一致｡
分析其原因,主要有:(1)由于二次风射程能力和穿透深度有限,炉膛中心存在一个三角形的缺氧区域,O2浓度从炉膛中心向四周逐渐增大,炉膛四周则处于富氧状态;(2)二次风使福建无烟煤燃烧加剧,焦炭燃烧和挥发分N燃烧过程NO生成量增加,且NO还原速率降低;(3)炉膛中心属于严重缺氧区域,O2浓度的严重不足不仅延迟了燃料颗粒的着火和燃烧,还影响了NH3与NO的还原反应,NOx浓度较高;(4)炉膛中心与四周之间区域内的燃烧过程生成一些的CO､NH3､HCN､H2和焦炭等不完全燃烧产物,可抑制NO生成,并利于NO还原分解,NOx浓度较低;(5)炉膛四周处于强氧化性气氛,焦炭N析出过程提前并部分转化为NO,还加快了挥发分N转化为NO的速率,加剧了HCN､NH3的氧化反应,增加了NO生成量;同时,还降低了CO､H2焦炭C粒子的浓度,降低NO被还原分解的率,NOx浓度较高｡
