煤粉燃烧时NOx生成特性的实验研究

在一维沉降炉上进行了煤粉燃烧时Nox生成特性的实验研究，系统考察了煤粉燃烧时Nox生成的影响因素。实验表明Nox的生成与炉内温度，过量空气系数，二次风温，一二次风比值，给粉量，煤粉细度及煤种有密切关系。通过Nox生成规律的研究，对煤粉炉控制Nox排放有一定的指导意义。     

125MW电站煤粉锅炉SNCR试验研究

对于一台125MW煤粉锅炉,在常规煤粉分级配风燃烧技术改造的基础上,结合使用尿素溶液喷射的选择性非催化还原(SNCR)技术来降低锅炉NOx排放.试验主要在95MW和125MW 2个负荷下进行,单独对炉内还原区不同温度、不同n(NH3)/n(NO)、尿素溶液质量流量以及尿素雾化压力等工况进行试验.通过对试验结果进行分析,得到各个因素对脱硝率的影响及变化关系.试验结果表明,在各个负荷下,采用SNCR技术可以将NOx排放降至低于350mg/m3(体积分数为6%的O2),达到30%～45%的脱硝效率.     

不同粒径下低氮燃烧时含S产物和NO_x释放特性的实验研究

燃煤电厂中煤粉粒径的分布情况会影响锅炉污染物的排放。采用沉降炉反应器研究不同粒径条件下炉内过量空气系数和温度对含硫产物和NO_x释放特性的影响。实验结果表明:过量空气系数的增大、温度的升高、粒径的减小都会使燃烬率和硫释放率提高;H_2S和COS的析出浓度与H_2和CO的浓度变化规律相似;SO_2的浓度随着燃烬率的增大先增加后减小,且SO2浓度的峰值相应的燃烬率随粒径的增大而减小。温度对不同粒径下H_2S的释放浓度影响不大。粒径可以通过改变燃烧的氧化还原性气氛从而影响NO_x的释放特性。当燃烧为氧化性气氛时,温度的升高会促进NO_x的生成;反之为还原性气氛时,温度的升高会阻碍NO_x的生成。     

混烧锅炉富氧燃烧的数值模拟

富氧燃烧会对煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内的燃烧特性产生重要影响。以130 t/h煤粉和高炉煤气混烧锅炉为研究对象,采用Fluent流体力学软件,对助燃气体（O_2/N_2）在3种不同氧气体积百分数（21%,23%,27%）工况下煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内的燃烧过程进行数值模拟。模拟得到3种工况下：炉内的温度场分布,烟气流场特性,火焰长度。模拟结果表明：随着氧气浓度的增加,燃料着火速度更快,燃烧更稳定,出口烟温逐渐降低,炉内烟气流速逐渐减少,强化了炉内传热效果,提高了锅炉热效率。     

超细煤粉控制电站锅炉NOx生成的实验研究

超细煤粉技术能有效地控制大型燃煤电站锅炉的NOx排放.同时超细煤粉技术还能提高电站锅炉运行的经济性,改善飞灰的综合利用.超细煤粉技术包括一般的超细煤粉技术和超细煤粉再燃技术,在我国有广泛的应用前景.使用超细煤粉作为燃料时,比采用普通煤粉作为燃料降低NOx排放的效果要好,对于空气分级燃烧的大型电站锅炉,NOx排放的降低随着空气分级程度的增强而增强,能有效降低NOx30%以上的排放量.使用超细煤粉技术还能提高锅炉的热效率.     

O2/CO2气氛下O2,CO对NO排放特性影响的实验研究

在气体煤粉携带炉试验系统上,对O2/CO2气氛和空气气氛下煤粉燃烧的NO排放特性进行了研究。实验结果显示,O2/CO2气氛下,烟气中NO沿程和最终浓度比常规煤粉燃烧低1/4~1/3,当O2浓度从21%增加到30%时,NO的最终排放浓度增加到原来的2倍。从理论上对O2/CO2气氛下NOx的生成和破坏机理进行了探讨,分析了O2,CO的浓度对NOx排放特性的影响规律。     

350MW燃煤锅炉燃烧过程和NOx排放的数值研究

采用IPSA两相流动模型、煤粉燃烧综合模型以及后处理的NOx生成模型,对一台350MW锅炉煤粉燃烧过程和NOx排放进行了数值计算,得出了炉内燃烧器区域以及炉膛出口的烟气温度场和燃烧产物的组分浓度分布．炉膛出口处模拟结果与锅炉热态试验数据进行了比较,两者吻合情况较好．另外,重点分析了炉内煤粉燃烧过程和NOx排放沿燃烧器出口中心线和炉膛高度方向上的生成规律,得出了NOx的主要生成区域,并指出了降低NOx排放的控制技术．     

过量空气系数对准东煤结渣特性的影响

为深入认识准东煤的结渣特性,改善燃用准东煤的锅炉结渣问题,采用多反应控制段携带流反应器模拟真实煤粉锅炉中的空气分级燃烧情况,研究空气分级条件下过量空气系数对准东煤结渣特性的影响规律.采用XRD与SEMEDX对灰渣在高温条件下的熔融特性与微观形貌进行分析,并取灰样分析其燃尽率.实验结果表明:准东煤在炉膛温度为1 250℃时具有很好的燃尽效果,燃尽率达到99%以上.过量空气系数在0.7~1.2时对燃尽效果影响不明显.随着主燃区过量空气系数的升高,莫来石含量逐渐增大,结渣逐渐减轻;灰渣中Si、Fe、Na富集明显,Al含量较低,结渣较强;主燃区过量空气系数较低时,灰中铁的硅铝酸盐容易形成低温共熔体,导致结渣加重.为避免严重结渣应该使主燃区过量空气系数大于0.7,同时可以通过掺配含铁量较低的煤来减轻准东煤的结渣.     

超细煤粉分级燃烧降低NOx排放的试验

超细煤粉再燃技术脱氮效率高而运行费用低，是最有发展前途的低NO2燃烧技术之一，利用试验方法，研究了超细煤粉再燃技术中各主要因素对NO2排放的影响，得出如下结论：再燃区过量空气系数存在一个最佳值，约为0．85；在温度小于1200℃范围内，再燃区内温度越高，NO2的还原率越高；提高再燃区停留时间有利于降低NO2的排放，但停留时间进一步增加，其影响趋势趋于平缓，本试验条件下再燃区内的最佳停留时间为0．63s左右；同常规粒度煤粉再燃相比，使用超细煤粉作为再燃燃料，NO2脱除率明显提高，达到70％左右。     

某2 027 t/h锅炉变工况掺烧污泥燃烧特性研究

采用Fluent软件,针对某2 027 t/h四角切圆煤粉锅炉不同负荷下单独燃烧煤粉、煤粉和污泥混烧工况进行了数值模拟,研究了炉内流动、燃烧和NOx排放特性。结果表明：模型能够模拟锅炉燃烧过程,模拟误差在10%以内;掺混污泥对炉内速度场影响较小,掺混污泥后,水分蒸发吸热,炉膛整体温度水平下降,中上层燃烧器区域CO和HCN生成量增加,还原性气氛增强,NOx生成受到抑制;掺混10%比例污泥后,600 MW,510 MW,450 MW工况下平均温度峰值分别降低了15.5 K,8.2 K,3.1 K,NOx排放分别降低10.9%,13.1%,8.1%。     

深度空气分级条件下配风方式对炉内燃烧特性影响的数值模拟研究

借助数值模拟方法对四角切圆煤粉锅炉进行三维稳态数值模拟,观察其炉内燃烧过程,重点对比了在空气分级下不同配风方式对炉内空气流动和燃烧特性的影响。结果表明:底部配风量较多的正宝塔型、均等、缩腰型配风在炉膛底部形成较高切圆且温度较高,主燃区上部风量较小的正宝塔型和鼓腰型配风速度分布均匀,温度偏差较小,倒宝塔型和鼓腰型配风时出口NOx较其他3种配风方式要小。     

导热油换热器预热煤粉气流的试验研究

提出在煤粉进入燃烧室之前对煤粉气流进行预热处理的新型工艺,减轻一次风对炉膛的冷却效应,加速煤粉燃烧. 设计采用导热油预热煤粉气流的带翅板管壳式换热器,搭建中试规模试验台,通过实验研究油温、油质量流量、风温、风速、煤风质量比对系统换热特性及试验台阻力特性的影响. 试验结果验证了该换热器采用导热油来预热一次风煤粉气流的技术可行性,提出的新型预热工艺具有环保节能的现实意义. 试验结果表明,当煤风质量比为0.15时,190 ℃的导热油可以将煤粉气流从58.4 ℃预热到113 ℃以上. 提出的预热工艺有利于改善煤粉气流的着火性能,促进煤粉锅炉的低负荷稳燃.     

煤粉锅炉低负荷水冷壁结焦问题研究

对于燃用神华类易结焦煤种,持续低负荷工况下水冷壁会发生结焦问题,主要原因是此阶段大幅降低的烟温导致热风温度过低,使制粉干燥能力及炉膛燃烧环境变差,而未经充分干燥的煤粉颗粒进入炉膛后,因着火点滞后及燃烧速率低,较大的未燃烬的煤粉极易被甩到水冷壁上而导致结焦.采用广义回热技术,可以显著提高低负荷下热风温度等,从根本上解决了低负荷下水冷壁的结焦问题,提高了机组的安全性.     

超细煤粉再燃技术及其低NOx排放分析

超细煤粉再燃技术是燃煤电站实现低NOx排放的关键技术之一.结合超细煤粉再燃机理,对低NOx排放的主要影响因素：燃料特性、煤粉细度、在再燃区的停留时间、再燃区反应温度、再燃燃料比和过量空气系数等进行了综合分析,得出了只要燃烧条件选择合理,采用低挥发分的烟煤代替高挥发分的烟煤或褐煤作为再燃燃料也是可行的结论.     

过量空气系数对燃煤锅炉SNCR脱硝的影响

为探究NOx超低排放规律,数值模拟研究了总过量空气系数、主燃区过量空气系数对某330 MW燃煤锅炉NOx排放的影响。结果表明,炉膛内速度流场和温度场具有协同性,且协同程度越高,温度上升越快,其NOx生成也越多;NOx沿着环状温度场集中生成,并富集在炉膛四周。主燃区喷尿素可有效降低炉膛内整体NOx浓度。对比喷尿素前后发现：NOx浓度随总过量空气系数减小而变小;主燃区过量空气系数越小,NOx浓度也越小,最佳主燃区过量空气系数为0.92。     

太阳能在煤粉锅炉上的应用

通过对煤粉锅炉炉膛内的燃烧、传热过程进行数值计算研究,预测了不同空气温度下炉膛内的温度分布和污染物体积分数分布。结果表明,在达到工业生产要求的炉内温度时,二、三次风使用高温空气,可降低总空气量和煤粉消耗量,同时还可减少污染物的生成量,达到节能减排的目的;随着空气温度的升高,炉膛内同一截面的温度更加趋于均匀,这样水冷壁各管吸热均匀,有利于锅炉水循环的稳定性,有利于煤粉锅炉应用高温低氧燃烧技术。为了实现空气高温,可在锅炉尾部增设太阳能空气加热器,利用太阳能辅助烟气余热将二、三次风加热到873K以上。     

O_2/CO_2煤粉锅炉炉膛实时仿真模型研究

基于O2/CO2燃烧方式的烟气成分和换热特点,建立了炉内辐射换热过程的动态数学模型。以某300MW O2/CO2煤粉锅炉概念设计中的炉膛为研究对象,进行了BMCR工况下的静态仿真计算、O2/CO2容积比和摆角扰动试验。仿真结果表明,所建立的模型运行稳定,动态变化趋势合理,可为O2/CO2煤粉锅炉炉膛的控制系统设计和机组运行提供参考。     

直流二次风扩口对燃烧器流场影响的试验研究

在气固两朴实验台上采用先进的ＰＤＡ测试技术对不同直流二次风扩口角度情况下径向浓淡旋流煤粉燃烧器出口气相速度和脉动速度、颗粒浓度分布进行了测量,得出了直流二次风扩口角度对径向浓淡旋流煤粉燃烧器出口流场回流区直径、射流扩展角的影响规律。实验结果表明直流二次风扩口角度对汉场有一定的影响,而对浓度场影响较小。所得结论对工程应用有一定的参考价值。