脱硝技术之浅谈分解炉分级燃烧改造的设计与调试

1.2 改造方案的主要设计思想

在技术改造方案上，我们着重考虑技改工作量、脱硝效率、结皮、塌料等因素，具体如下：

(1)分解炉燃烧器分上下两层四点布置，在分解炉锥部空间较小的区域构建脱硝还原区，煤粉多点进入，增加了煤粉在分解炉内的燃烧空间，保证了分解炉出口煤粉能充分燃烧。

(2)分解炉锥部两个燃烧器旋转对称布置，在锥部形成旋转的燃烧流场，利于脱硝还原区的形成。在燃烧器位置、旋转角度和煤粉量大小上，充分考虑分解炉锥部的断面热负荷，避免还原区产生高温而引起结皮。

(3)对窑尾烟室缩口、上升烟道及分解炉锥部进行整形改造，上升烟道及锥部采用方变圆结构，并延长上升气流的路径。方变圆结构可有效地减弱分解炉锥体内部的旋流运动，保证不造成大量的生料或煤粉颗粒被旋流运动造成的下旋而带到分解炉锥体缩口处，确保不产生塌料、串料入窑的现象。这样的考虑，对提高煤粉燃烧速度、燃烧效率都是有利的。

(4)调整三次风入炉的形状、面积大小，以适当的入炉角度、风速提供助燃空气。

(5)在分解炉锥部与上升烟道交界处设置了扬料凸台，以利于物料的分散及与气流、煤粉的混合，并避免生料塌料现象的发生。

(6)开发了适合分解炉分级燃烧的专用燃烧器，燃烧器出口煤粉以旋流形式及适当的速度喷出，配合了分解炉的流场、温度场的形成。

(7)窑尾煤粉管道的改造布置简洁、操作调整便利。上下两层煤粉管径已考虑了使用比例，正常情况下，三个煤粉分料阀均处于中间位置，即可实现分解炉上下部煤粉的喂入比例(上40%:下60%)，一般调试过程中只需对煤粉分料阀进行微调或不调。

(8)在工艺操作上要配合分级燃烧的总体改造思路，分配好三次风和窑风的比例，尽量降低窑内通风，同时，控制系统用风量，以利于还原区的形成和脱硝效果的稳定。

1.3 利用CFD数值模拟技术对改造方案进行优化

在设计开发中，我们借助CFD数值模拟技术对分解炉内的温度场、流场、颗粒及气体成分分布和脱硝效果进行模拟分析，优化完善改造方案。

(1)由于分解炉锥部增加了两个燃烧器，在锥部空间容易产生高温而引起结皮，因此，我们通过CFD模拟，优化调整烟室截面积及气流速度、三次风入炉风速及风向、燃烧器位置、角度与旋向等参数，尽量避免壳体边壁产生高温而引起结皮，将高温区域引向分解炉中间区域，这从改造前后的温度场对比(图4)可以看出。从实际生产运行中，也验证了基本无结皮现象。

(2)从改造前后分解炉内CO浓度模拟(图5)显示：在分解炉锥部4 m左右高度位置形成了高浓度的CO还原区域，同时，分解炉主炉出口部位改造后的NO含量明显下降(图6)。

2 试运行调试过程

2.1 调试时间

主要调试工作是配合设计思想而进行的操作优化，一般调试过程只需3天左右时间。但中控操作人员真正适应改造后的变化，理解和掌握改造后的操作优化要领，还有一个适应过程。

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