煤粉锅炉运行中的氧量问题

炉内燃烧是锅炉机组安全稳定和经济运行的重要基础，锅炉氧量在锅炉运行中非常重要，而且是对炉内过程影响非常重要的参数。在运行中，锅炉氧量参数所表征的锅炉配风状况与实际参与燃烧的配风情况因设备系统特点和测量准确性的不同而有所区别，对于采用低氧燃烧方式和存在结渣倾向的锅炉机组，务必重视运行中的氧量问题。     

W型锅炉风箱并联管道各个挡板开度的计算

W型火焰锅炉在运行过程中改善燃烧器的二次风供风系统的配风结构是保证炉内形成良好的空气动力场和稳定燃烧的关键,但是目前此类锅炉的二次风供风系统的调节基本上是凭经验进行的。利用流体力学管路理论对此种锅炉二次风供风系统建立数学模型,并根据某电厂实际运行数据对二次风供风系统挡板开度进行的计算结果与现场运行情况基本一致,证明这种方法在实际工程应用中是可行的,为此类锅炉的二次风供风系统的挡板调节提供了一种理论依据。     

数值模拟在锅炉安全运行中的应用

四角切圆燃烧锅炉在运行中遇到的诸多问题如炉膛结渣、水冷壁爆管、过热器区域的左、右温度偏差、燃烧稳定性等均与炉膛温度分布密不可分。炉膛温度分布是否合理,炉膛配风至关重要。炉膛配风若不合理,严重影响锅炉的安全运行。炉膛的配风调整十分复杂,通过空气动力场试验获得的数据比较有限,同时需要花费大量的人力物力。以元宝山电厂3号炉为例,利用应用软件GAMBIT和FLU-ENT,模拟切圆燃烧锅炉的配风。通过模拟不同工况下炉内配风,分析不同工况下炉内空气动力场,得到一二次风的最佳配比,获得良好的炉内动力场分布。数值模拟为锅炉的安全运行提供参考的数据,为优化锅炉的安全经济运行提供参考方案,同时节约大量的人力物力,数值模拟在锅炉安全运行中必将会得到广泛的应用。     

不同配风方式下超临界墙式切圆锅炉燃烧特性的数值模拟分析

以华能营口电厂600 MW超临界墙式切圆燃烧锅炉为研究对象,采用计算流体力学仿真软件对在不同配风方式下锅炉炉膛内温度场和NO_x质量浓度进行数值模拟分析。数值模拟结果表明:在一、二次风正宝塔式配风方式下,炉内温度分布状况理想,下二次风托粉效果好,锅炉内燃烧充分且无贴壁燃烧现象;另外,一、二次风正宝塔式配风方式结合燃尽风、附加风风量的调整,可以有效降低炉内NO_x的生成量。以上结果对该类型锅炉运行、设计和改造具有指导价值。     

燃烧调整对NOx排放及锅炉效率的影响

为控制NOx排放,在1025t/h锅炉上进行了燃烧调整试验.通过改变氧量、上三次风、燃尽风以及二次风配风方式等因素,研究不同工况下NOx浓度及锅炉效率变化规律.试验表明,不同氧量工况下炉内火焰平均温度基本不变,随氧量增加,燃料型NOx急剧增加,锅炉效率升高;随上三次风比例增加,NOx和锅炉效率都下降; 随着燃尽风挡板开度增大,炉内火焰平均温度下降,NOx排放浓度下降,锅炉效率变化较小;不同配风方式下,束腰型配风工况的锅炉效率最高,NOx排放量最低,均匀配风工况下NOx排放浓度增加了14.20%.在保持一定锅炉效率的前提下,燃烧调整可以降低NOx排放浓度10%～20%.     

循环流化床一、二次风管网特性及风机选型研究

通过分析循环流化床（circulating fluidized bed,CFB）锅炉一、二次风的管网特性,并结合电站CFB锅炉的运行参数,对大型CFB锅炉一、二次风机的选型进行了研究。结果表明：CFB锅炉一次风所需最大风量与最高压头不在同一工作点上,具有与煤粉锅炉一次风完全不同的管网特性。CFB锅炉二次风的管网特性与煤粉锅炉二次风的管网特性类似,不同之处在于其管网阻力中增加了由炉内颗粒浓度产生的压降;CFB锅炉一次风机选型时应使管网特性曲线完全落在风机的性能曲线内,并采用能耗较低的变速调节或入口导叶调节。CFB锅炉二次风机选型原则与普通离心风机选型原则类似,但应估计出由颗粒浓度所产生压降的大小,对300 MW CFB机组来说,其值在5.5~7.5 kPa范围内。     

炉内还原性气氛的研究

结合锅炉的燃烧状况分析炉膛内部还原性气氛的成因和解决措施。在改变炉内配风方式的情况下,测量了炉内的CO和O2浓度,发现炉内的浓度场相对比较稳定,但该锅炉的燃烧器区域供风不足,因而较多情况下表现为还原性气氛,单纯增加总风量并不能消除炉内还原性气氛,而且还会导致锅炉经济性降低,宜采取合理的三次风和二次风匹配关系等措施消除炉内还原性气氛。     

某热电厂1~#锅炉飞灰含碳量偏高原因的分析及解决方案探讨

锅炉运行中飞灰含碳量偏高会引起锅炉效率降低、经济性下降,针对某热电厂220 t/h1#锅炉含碳量偏高原因进行了分析,提出了对燃烧器进行改造,在对角两个下一次风喷嘴内加装钝体,在丙、丁角下一次风管内加装浓淡分离器,四个三次风方型风门改为圆形风门。改造后,锅炉燃烧工况得到了较大的改善,飞灰可燃物由原来的10%左右降低到4%左右,锅炉效率提高了2.9%,提高了锅炉经济性,具有很好的应用价值。     

双级燃尽风在墙式燃烧锅炉上的应用

常规墙式燃烧锅炉单层燃尽风布置方式存在燃尽风对整个炉膛横断面的覆盖度较低,燃尽风与烟气混合程度较弱,NOx排放浓度较高的缺陷.为此,以国电蚌埠发电有限公司(蚌埠电厂)一期超临界2×600 MW机组锅炉为例进行燃烧方式改造.结果表明,设置双级燃尽风不仅能够增大燃尽风总量,而且使锅炉NOx排放浓度降低20％左右.同时,由于2层燃尽风喷口错列布置,扩大了气流对炉膛断面的覆盖范围,增强了燃尽风与炉内烟气的混合强度,使未燃尽物在有限的高度内充分燃烧,提高了锅炉燃烧效率.     

墙置切圆燃烧锅炉不均匀配风工况试验研究

在开发和研究新型的墙置切圆燃烧锅炉时，重点对四组燃烧器不均匀配风工况下炉内空气动力场进行了研究，找到了炉内不均匀配风情况下的旋转气流分布规律，可根据流场的需要随意地进行不等量配风，对锅炉炉内工况的调整具有较高的实用价值。     

切圆燃烧流场中水平浓淡风煤粉燃烧器射流特性试验研究

采用热线风速仪,在四角切圆燃烧的流场中,改变水平浓淡风煤粉燃烧器的侧二次风与一次风动量,比,对射流的刚性及湍流特性调节进行了详细的试验研究,并分析了其稳燃及防水冷壁高温腐蚀机理,得到了最佳的侧二次风与一次风的动量比范围,该成果已成功应用到２台３００ＭＷ贫煤四角切圆燃烧锅炉中,取得了很好的效果。     

水平浓淡风煤粉燃烧器调节特性的数值模拟及工业性试验研究

采用近流线数值计算方法,对具有复杂喷嘴形状的水平浓淡风燃烧器在四角切圆流场中一次风射流的刚性进行了详细的数值模拟计算,并结合在300MW四角切圆煤粉燃烧锅炉上的应用和工业性试验研究,得出了通过调节侧二次风与一次风的动量比,来调节一次风射流刚性、控制一次风射流的偏斜,进而改善炉内燃烧两相流场、水冷壁壁面附近的烟气气氛,同时实现了防水冷壁高温腐蚀,提高了煤粉的着火、稳燃的燃烧性能的结论。     

600MW超临界锅炉低氮燃烧器改造

山西古交兴能电厂600 MW锅炉投产运行后,出现了锅炉NOx排放量一直高于原厂设计值和两侧屏过下部、炉膛中上部水冷壁严重高温腐蚀现象,严重影响了锅炉的安全经济稳定运行。测试分析结果为燃烧器布置、低氮性能以及燃煤含硫量较高所致,为此于2013年对25台燃烧器进行了低氮改造,改造后的燃烧器实现了中心浓、四周淡的浓淡分级,配合带"扳边"结构的内外二次风,有效地推迟了燃烧器早期的风粉混合,抑制了NOx生成,使NOx排放量由521.9~629.6 mg/m3下降为408.6~440.9 mg/m3。同时有效地防止了煤粉被甩到水冷壁上,增强了水冷壁附近的氧化性气氛的覆盖范围,防止了两侧墙水冷壁因实现炉内水平空气分级后导致主燃区过量空气系数降低而产生的高温腐蚀问题。     

中心给粉燃烧器在燃用烟煤1 025 t/h锅炉上的应用

针对某厂燃用烟煤的1 025 t/h锅炉低负荷稳燃能力差,相邻燃烧器之间流场容易干扰的问题,进行了实验室冷态试验及工业试验研究,并将下层8只燃烧器改造为中心给粉燃烧器。结果表明：在外二次风叶片角度为35o时,中心给粉燃烧器有合适的中心回流区,既能防止相邻燃烧器的相互干扰,还能保证煤粉的及时着火和稳定燃烧,而双调风燃烧器在正常运行条件下没有回流区。与双调风燃烧器相比,沿射流方向的燃烧器中心区域,中心给粉燃烧器的烟气温度和升温速率较高,O2和NOx浓度较低;靠近侧墙水冷壁区域,中心给粉燃烧器的O2浓度较高,烟气温度较低。下层8只燃烧器改造后,锅炉热效率提高了1.03%,NOx排放量降低了13.74%,锅炉可以在110 MW电额定负荷下不投油稳定运行。     

交流等离子点火燃烧器在660MW直流锅炉上的应用

介绍了交流等离子点火燃烧器在660MW直流锅炉上的应用情况,阐述了交流等离子点火燃烧器的工作原理,并以实例结合试验研究,讨论了煤粉质量分数、一次风量、二次配风方式对锅炉启动时的点火过程和火焰稳定性的影响,得到了交流等离子点火燃烧器运行的最佳煤粉质量分数、一次风量、二次配风方式,可以用于指导交流等离子点火燃烧器的实际运行。     

2000t/h四墙切圆锅炉炉内空气动力场试验研究

通过模拟燃烧器热态设计工况,对一台660 MW超超临界锅炉PM型四墙布置切圆燃烧器进行了炉内冷态空气动力场试验研究。通过测量某一层燃烧器区域空气速度分布和衰减情况,研究了一次风速,一、二次风动量比和周界风风量等因素对四墙切圆燃烧方式下炉内空气动力场的影响规律。试验结果表明,四墙切圆燃烧器与四角切圆燃烧器有较大差别,冷态实际切圆形成主要取决于假想切圆直径,受一、二次风动量比和周界风量影响较小;降低了燃烧器向火侧火焰刷壁的可能性,更加有利于组织炉内燃烧,从而更好地控制炉膛出口热偏差、火焰中心高度和NOx排放量。     

采用反切风改善水冷壁近壁气氛的试验研究

针对大型电站锅炉的水冷壁高温腐蚀问题,以某电厂为例,通过炉内冷态空气动力场试验对五层一次风燃烧器中心标高处的炉膛断面空气运动情况进行测试,以及在不同负荷及工况条件下,对水冷壁贴壁CO气氛进行了抽样测试,结果表明采用反切风改善水冷壁近壁气氛防止煤粉气流贴壁,可以有效地改善近壁还原性气氛,减少高温腐蚀。     

燃烧器对冲布置电站锅炉侧墙水冷壁结焦及高温腐蚀问题研究与对策

随着煤源短缺、煤价上涨,火力发电厂运营成本不断上涨的情况,许多电厂都采用燃用劣质煤、掺烧煤泥等措施来降低成本,但也出现了锅炉水冷壁严重结焦、大面积高温腐蚀等情况.以某燃烧器对冲布置电站锅炉为例,针对燃烧劣质煤、煤泥后造成的水冷壁结焦及高温腐蚀问题,通过对低烟温区的燃烧器改造,解决了水冷壁结焦和高温腐蚀的问题,达到了预期...     

W型火焰旋流燃烧锅炉混煤着火试验研究

在某电厂W型火焰锅炉上研究贫煤、烟煤和无烟煤混煤的着火特性。在燃烧器附近进行煤粉气流温度测量,分析了掺烧烟煤前后燃烧器轴向煤粉气流温度的变化,分析了贫煤和无烟煤不同比例时燃烧器轴向煤粉气流温度的变化,比较了侧墙燃烧器和炉膛中部燃烧器轴向煤粉气流温度的变化。结果发现,混煤的煤粉气流分两次进行燃烧。首先燃烧的是易着火的烟煤,当烟煤逐渐燃尽后煤粉气流温度有所降低,随后着火温度高的无烟煤才开始燃烧,煤粉气流温度再次上升。当无烟煤和贫煤混煤掺烧时,随着无烟煤比例的提高,煤粉气流温度降低,着火距离逐渐延长。炉膛壁温和漏风降低了煤粉气流的温度,使得煤粉燃烧需要更多的热量,使得靠近侧墙的燃烧器着火推迟。     

330 MW前墙燃烧煤粉锅炉炉内温度场的数值模拟及优化

某电厂330 MW机组锅炉采用双调风旋流燃烧器,前墙布置。该厂实际运行中一次风速与设计值相比相差较大,较大的一次风速造成了燃烧器一次风管磨损严重,同时后墙水冷壁高温腐蚀的可能性增大。该文提出保持原燃烧器一次风管尺寸不变,减小中心风管直径、增大一次风流通面积以减小一次风速的改造方案。为研究改变中心风管直径后的4层燃烧器对炉膛燃烧的影响,采用数值模拟的方法对该型锅炉炉内的温度场进行数值计算,得到5种不同方案下该型锅炉炉内的温度场分布,并分析了中心风管直径的改变对炉内温度场的影响规律,即后墙近壁区温度随着中心风管直径的减小呈现先降低后升高的趋势。通过对5种方案数值模拟结果的比较分析,得到了对炉膛后墙安全性影响最小的方案,为电厂的实际改造提供参考。