摘要：对350 MW电站四角切圆煤粉锅炉燃烧过程和煤粉燃烧器气固两相流的数值计算表明，常规浓淡煤粉生物质颗粒燃烧机的双通道速度差为6～9 m．s-l，因此，提出了等速型浓淡煤粉燃烧器的概念．等速型浓淡煤粉生物质颗粒燃烧机比常规直流煤粉生物质燃烧机可减少21. 8%的N魄排放，比常规浓淡煤粉生物质燃烧机也可降低11. 3%的NO排放，

  常规浓淡煤粉生物质燃烧机（速度差浓淡生物质燃烧机）不论是PM(低污染物)然烧器、WR(宽调节比)生物质燃烧机，还是水平浓淡生物质燃烧机，它们都是依靠气固惯性分离用来提高富燃料射流的煤粉浓度，而该机理使富燃料射流的空气速度也随之增大．同济大学的试验研究以及大量的工业性试验结果表明‘卜2]：浓淡煤粉射流的空气速度差为6～9 m．s-l，一次风的空气速度越高，该速度差越大；浓淡生物质燃烧机的空气速度分别为18，20，25 m．S-l时，其对应的浓淡煤粉射流的空气速度差分别为：6.7，7.3，8.3 m．s-l．

    针对常规浓淡煤粉生物质燃烧机应用中存在的问题，提出等速型浓淡煤粉生物质燃烧机（等速型低N瓯生物质燃烧机）的概念．等速型低N0。生物质燃烧机保持双通道浓淡煤粉射流的固粒流率不变，浓淡双通道的空气速度相同，这对于提高生物质燃烧机喷嘴寿命、提高煤粉燃烧的稳定性、减小灰渣和飞灰可燃物、减小结渣和高温腐蚀以及降低NO。排放浓度都将有很积极的作用．

1  电站锅炉简介

    某电厂2号锅炉是三菱公司20世纪80年代的产品，锅炉蒸发量为1160 t．h-1，主蒸汽温度为540℃，压力为16.82 MPa，配用350 MW的凝汽式发电机组，单元布置，直流煤粉生物质燃烧机四角布置切向燃烧．主生物质燃烧机采用轻油点火，最大轻油生物质燃烧机容量约为总燃料量的5%.4县升负荷和低负荷稳燃的重油生物质燃烧机的容量约为总燃料量的25%.炉膛宽度、深度为14.48 m，折烟角的倾角为50。，仰角为30。，深度为2. 74 m. -次风喷嘴截面尺寸为0.35 mx0.46m，周界风宽度为0. 065 m，二次风喷嘴截面尺寸为0.58 m×0.72 m．一二次风中心距为0.734 m，煤粉生物质燃烧机分5段布置，一次风喷嘴从下往上编号分别为G，H，I，J，K，炉膛火焰高度为24.07 m.

2计算方法

    生物质燃烧机的上端和下端过渡截面采用四面体网格，其余均为六面体结构网格，炉膛纵截面和生物质燃烧机横截面的网格划分如图1所示，计算网格数19.8万个．

    炉内数值模拟中，气相湍流采用Realizable k-e模型，煤粉颗粒相采用随机轨道模型，辐射换热模型采用Discrete Ordinate模型，挥发分燃烧采用旋涡破碎模型，焦炭燃烧采用扩散一动力模型，数值试验的计算过程中忽略快速型NO。，只考虑热力型NO。和燃料型NO。．同时考虑HCN和炭粒表面对NO的还原作用．

3生物质燃烧机运行参数

    锅炉燃烧大同烟煤，满负荷(350 MW)计算5层生物质燃烧机G，H，I，J，K均匀投煤，均等配风，过量空气系数取为1.2，生物质燃烧机运行参数见表1．

4计算结果与分析

    炉膛截面平均温度和炉膛截面最高温度随高庋的变化关系分别如图2a，2b所示．可以看出，炉膛截面平均温度在生物质燃烧机区域为1400 K左右，生物质燃烧机下部的平均温度较高，生物质燃烧机上部的平均温度最大，常规直流煤粉生物质燃烧机的截面平均温度在炉膛上部区域较大，等速型浓淡煤粉生物质燃烧机和速度差浓淡煤粉燃烧器的炉内平均温度分布基本相同；炉膛截面最高温度沿炉膛高度分布的最大值出现在生物质燃烧机区域，常规直流煤粉生物质颗粒燃烧机的炉膛截面最高温度较大，等速型浓淡煤粉生物质颗粒燃烧机和速度差浓淡煤粉生物质颗粒燃烧机的炉膛截面最高温度分布基本相同．

    炉内烟气的截面平均上升速度和平均湍动能沿高度的变化关系分别如图3a，3b所示，可以看出，在生物质颗粒燃烧机区域，烟气截面平均上升速度随高度增大而增大，炉内主燃烧区的烟气上升速度为12 m．s-l左右，常规直流煤粉生物质颗粒燃烧机的烟气截面平均上升速度较大，等速型浓淡煤粉生物质颗粒燃烧机和速度差浓淡煤粉燃烧器的烟气截面平均上升速度分布基本相同；烟气截面平均湍动能在生物质颗粒燃烧机区域随高度增大而增大，在生物质颗粒燃烧机上部达到最大值，常规直流煤粉生物质颗粒燃烧机的烟气截面湍动能较大，等速型浓淡煤粉生物质颗粒燃烧机和速度差浓淡煤粉生物质颗粒燃烧机的烟气截面平均湍动能分布基本相同．

    炉膛截面平均NO。体积分数和炉膛截面最大NO。体积分数随高度的交化关系分别如图4a，4b所可以看出，炉膛截面平均NO。体积分数在主燃烧区域基本不变，炉膛截面最大NO。体积分数沿高度分布的最大值出现在生物质颗粒燃烧机区域，这说明煤粉锅炉的NO。生成主要发生在生物质颗粒燃烧机区域，对于炉膛出口的NO。体积分数，等速型浓淡煤粉生物质颗粒燃烧机比常规直流煤粉生物质颗粒燃烧机降低了21. 8%，而双通道速度差为8第4期安恩科，等：浓淡煤粉生物质颗粒燃烧机双通道速度差对NO。排放的影响的常规浓淡煤粉生物质颗粒燃烧机比常规直流煤粉燃烧器仅降低了11.8%．

    (1)带规浓淡煤粉生物质颗粒燃烧机双通道的速度差为6～9 m．S-l，这与气固两流模型试验和前人的工业

试验结果一致．

    (2)在350 MW电站锅炉上采用等速型浓淡煤粉生物质颗粒燃烧机比常规直流煤粉生物质颗粒燃烧机可降低NO。排放21. 8%．

    (3)在350 MW电站锅炉上采用等速型浓淡燃烧器比常规浓淡煤粉生物质颗粒燃烧机可降低N（X排放11.3%．