骨料烘干煤粉燃烧器数值模拟及配风参数优化

来源：机械工程学报杂志2024年第20期北京时间：

作者：程海鹰, 李旋, 张勇

单位：1. 长安大学公路养护装备国家工程实验室 西安 710064;2. 浙江普莱得电器股份有限公司 金华 321035;3. 中南大学机电工程学院 长沙 410083

摘要：骨料烘干多采用燃油和燃气作为燃料，若采用煤粉作为燃料可显著降低运行成本。为有效控制煤粉燃烧行为良性发展，改善煤粉燃烧效率及降低NOX排放，将分级配风技术应用于骨料烘干煤粉燃烧系统。以LB2000型骨料烘干设备为研究对象，建立骨料烘干煤粉燃烧系统计算模型，探索分级配风参数对燃烧效率和NOX排放量的影响规律，并建立响应面控制模型，采用非支配排序遗传算法Ⅱ(Non-dominated sorting genetic algorithm II,NSGA-II)综合优化分级配风参数。研究结果表明：适当增加空气供给量不仅可促进煤粉充分燃烧且可保证NOX排放处于较低水平；一定范围内增加燃尽风率，可使烘干筒高温区温度下降及其后半段温度提高，这有利于提升骨料烘干效果和质量，且在燃烧区形成局部缺氧的环境，NOX的生成量降低；合理的空气分级深度可放缓煤粉燃烧的剧烈程度，二次风能改善煤粉与空气混合效果，进而促进煤粉燃烧充分。依据燃烧效率和排放特性，可确定过量空气系数合理取值范围为1.25～1.35，燃尽风率取值范围为0.6～0.7，空气分级深度取值范围为0.4～0.6。通过优化确定过量空气系数1.337 5，燃尽风率0.647 7，空气分级深度0.599 9为最优参数。

关键词：煤粉燃烧,分级配风,燃烧效率,排放特性,骨料烘干；

基金资助：国家自然科学基金(51665043)和内蒙古自治区科技计划(2020GG0269)资助项目。