基本信息
- 项目名称：
- 可换向百叶窗煤粉浓缩器
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 此新型煤粉浓缩器解决了传统四角切圆燃烧锅炉中存在着点火效率低、能耗大的问题，既发挥了水平浓淡燃烧技术和油枪直接点火技术的优点，又克服了在实际锅炉运行中存在的问题，可以达到更好的节约能源、保护环境的目标，对于优化我国的能源消费结构具有重要的战略意义。
- 详细介绍：
- 在我国电力生产中，燃煤发电占有很大比重，在相当长一段时间内这一格局不会改变。近年来，为适应经济的发展和环境保护的日益严格要求，对燃煤发电提出了必须同时满足高效、稳燃、防结渣和低污染新的要求。 在采用水平浓淡燃烧器的四角切圆燃烧锅炉中，采用油枪直接点火的方式实现锅炉冷炉启动时，由于大风箱结构限制，四个角中有两个角的燃烧器只能在淡侧点火，由于淡煤粉气流与浓煤粉气流相比不易点火，这样的结构达不到良好的点燃效果和节油目的。 此新型煤粉浓缩器解决了传统四角切圆燃烧锅炉中存在的点火问题，既发挥了水平浓淡燃烧技术和油枪直接点火技术的优点，又克服了在实际锅炉运行中存在的问题，可以达到更好的节约能源、保护环境的目标，对于优化我国的能源消费结构具有重要的战略意义。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 在采用水平浓淡燃烧器的四角切圆燃烧锅炉中，采用油枪直接点火的方式实现锅炉冷炉启动时，由于大风箱结构限制，四个角中有两个角的燃烧器只能在淡侧点火，由于淡煤粉气流与浓煤粉气流相比不易点火，这样的结构达不到良好的点燃效果和节油目的。因此，提出一种可以在运行过程中改变浓淡方向的新型煤粉浓缩器，能够实现在点火阶段和正常运行阶段具有相反方向的浓淡分离效果。在锅炉点火启动前，通过改变百叶窗叶片的角度实现浓淡侧换向，使得油枪的火焰点燃浓煤粉气流，从而顺利点火。在正常运行时，又将叶片调整到点火之前的角度，恢复浓煤粉气流向火淡煤粉气流背火的运行状态。 首先通过数值计算模拟百叶窗浓缩器内的气固流动特性，通过改变浓缩器的结构参数来优化性能参数，并最终确定优化后的浓缩器结构方案。其次在气固两相流试验台上对优化后的浓缩器结构方案进行冷态两相模化实验，研究该结构的流动特性和性能参数的变化规律。 通过优化叶片结构参数，从而使得两个方向的浓淡风速比和浓缩比均在合理的范围内。
科学性、先进性
- 传统四角切圆燃烧锅炉点火时，由于向火侧靠近大风箱结构，油枪只能在背火侧进行点火，该侧煤粉浓度很低，不易实现着火，同时油耗量大，造成燃料的浪费。而在向火侧点火时易于点燃。 一般锅炉的燃烧器布置在风箱中，为了解决点火的问题，目前的解决方案是将百叶窗燃烧器布置在风箱外，实现浓侧点火。但是相当多的系统（例如双炉膛锅炉、或者中速磨直吹式系统）在空间布置上有较大困难，而且百叶窗距油枪有一个最佳距离上的限制，这样的布置往往收不到良好的效果。 因此提出一种全新的可以在运行过程中改变浓淡方向的煤粉浓缩器。通过改变百叶窗叶片的角度，实现浓淡侧换向，从而顺利点火。在正常运行时，又将叶片调整到点火之前的角度，继续正常运行，从而克服了在背火侧点火的缺陷。 这种新型煤粉浓缩器兼顾了正常运行时水平浓淡燃烧方式和点火时点燃浓煤粉气流，既发挥了水平浓淡燃烧技术和油枪直接点火技术的优点，又克服了在实际锅炉运行中存在的问题，达到更好的节约能源、保护环境的目标，对于优化我国的能源消费结构具有重要的战略意义。
获奖情况及鉴定结果
- 2009年校级大学生课外科技作品大赛一等奖
作品所处阶段
- 实物模型及实验完成
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物模型 图纸 现场演示 图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 实验表明，在换向前后，浓淡侧实现了调换，同时，浓淡风速比和浓缩比基本上不发生变化，这样就很好地实现了在启动与正常工作之间的转换，而不影响整个炉膛的结构，兼顾了正常运行时水平浓淡燃烧方式和点火时点燃浓煤粉气流。 由于目前四角切圆燃烧锅炉在国内仍有着广泛的应用，因此本设计可以减少点火时的成本，取得良好的经济效益，可广泛应用于燃煤发电锅炉的改造中。如推广实现，将会产生很大的社会和经济价值。
同类课题研究水平概述
- 在能源形势日益严峻的今天，国家推行了一系列措施，大力加强节能减排工作。发电企业既是为社会提供优质清洁能源的大型能源生产企业，又是一个能源消耗和污染排放的大户，是节能减排工作的重点领域。 在电站锅炉的运行当中，有很大一部分的石油用于机组的启、停及低负荷稳燃过程当中。为了满足锅炉运行过程中低负荷稳燃的要求，目前我国五大锅炉厂在新锅炉设计中广泛采用水平浓缩煤粉燃烧器、水平浓淡风煤粉燃烧器、旋流锅炉径向浓淡煤粉燃烧器等风包粉系列浓淡煤粉燃烧器技术，在低负荷稳燃及低氮氧化物排放方面取得很大成果，开创了我国煤粉燃烧技术的新潮流。 随着我国对石油需求的进一步加剧，发电企业的燃料成本增加，节约燃料油的工作日显重要。从上个世纪八十年代末期开始，经过国内外一系列科研机构的研究，节油重点已由低负荷稳燃过程拓展到锅炉点火与停炉过程，进而出现了油枪点火稳燃技术。 在采用水平浓淡燃烧器的四角切圆燃烧锅炉中，采用油枪直接点火的方式实现锅炉冷炉启动时，由于大风箱结构限制，四个角中有两个角的燃烧器只能在淡侧点火，由于淡煤粉气流与浓煤粉气流相比不易点火，这样的结构达不到良好的点燃效果，同时也会消耗更多的油，造成燃料的浪费。 为了解决这一问题，目前多采取的解决方案是考虑将百叶窗燃烧器布置在风箱外，从而实现浓侧点火。但是相当多的系统（例如双炉膛锅炉、或者中速磨直吹式系统）在空间布置上有较大困难，而且百叶窗距油枪有一个最佳距离上的限制，因此，这样的布置往往收不到良好的燃烧效果。 针对以上情况，提出一种可以在运行过程中改变浓淡方向的新型煤粉浓缩器，这种新型煤粉浓缩器能够实现在点火阶段和正常运行阶段具有相反方向的浓淡分离效果。在锅炉点火启动前，通过改变百叶窗叶片的角度，实现浓淡侧换向，使得油枪的火焰点燃浓煤粉气流，从而顺利点火。在正常运行时，又将叶片调整到点火之前的角度，恢复浓煤粉气流向火、淡煤粉气流背火的运行状态。这样，在不改变现有燃烧器布置的前提下，顺利克服了在背火侧点火的缺陷。 在上述背景下，提出的这种新型可换向百叶窗煤粉浓缩器，既发挥了水平浓淡燃烧技术和油枪直接点火技术的优点，同时又克服了在实际锅炉运行中存在的问题，可以达到更好地节约能源、保护环境的目标，对于优化我国的能源消费结构、保持国民经济可持续发展具有重要的战略意义。
