燃用福建无烟煤CFB锅炉二次风率和上下二次风比的工业型试验

为研究燃烧福建煤CFB锅炉的最佳经济运行数据,通过对DG75/3.82-11型CFB锅炉进行了工业热态试验,测试二次风率和上下二次风比变化对锅炉运行经济性和环保特性的影响,结果发现:⑴维持过量空气系数和上、下二次风门开度不变,随着二次风率的增加,飞灰含碳量先下降后缓慢上升,炉渣含碳量小幅增加,灰渣比逐步减少且减幅收窄,CO排放浓度先减低再缓慢升高但变化量不大,SO2排放浓度略有升高,NOx排放浓度降低并趋于稳定;⑵保持过量空气系数和二次风率不变,随着上下二次风比的增加,飞灰含碳量先降低后缓慢升高,炉渣含碳量略有上升,灰渣比减少,SO2排放浓度小幅上升,NOx排放浓度降低;⑶过量空气系数较大时,对应的飞灰含碳量和炉渣含碳量较低,灰渣比较小,SO2排放浓度较小,NOx排放浓度较大。试验表明:对于燃用福建无烟煤的CFB锅炉,存在最佳二次风率和最佳上下二次风比,可使飞灰含碳量、炉渣含碳量、灰渣比等参数最佳,CO排放浓度、NOx排放浓度和SO2排放浓度也在合理的范围内。并经运行实践证明:保持二次风率在0.39～0.44、过量空气系数在1.25～1.30、上下二次风比为1.0～1.2之间,CFB锅炉的运行经济性和环保特性均可得到有效的保证。     

二次风对CFB锅炉NO_x排放的影响

为准确掌握和评价二次风对早期投运的燃烧福建无烟煤CFB锅炉NOx排放浓度的影响,在1台75 t/h中温分离CFB锅炉上进行工业热态试验。试验表明：（1）NOx排放浓度随着空气过量系数λ增加呈现明显增加的趋势,并且增加速率逐渐减小;保持省煤器出口处的空气过量系数1.15≤λ≤1.25可以取得控制飞灰含碳量和NOx排放量的良好效果;（2）随着二次风率β的增加,NOx排放浓度明显下降,降低速率逐渐减小;保持二次风率β在40%~50%之间,NOx排放浓度较低;（3）随着上二次风率k的增加,NOx排放浓度呈现先明显下降再逐渐减小至平缓最后略微上升的趋势,表明燃烧福建无烟煤的中温分离CFB锅炉存在有一个最佳的上二次风率k,使NOx排放浓度最小;根据本试验结果,在过量空气系数λ=1.2、二次风率β=45%的情况下,最佳的上二次风率k在55%~65%之间。     

CFB锅炉布风板面积缩减对NO_x、CO和q_4的影响

在总结分析多次工业热态试验和多年运行实践大量数据的基础上,从NO_x生成机理和优化锅炉结构等方面着手,对1台燃烧福建无烟煤的75t·h~(-1)温旋风分离CFB锅炉进行低氮燃烧改造,将布风板有效截面积由13.43m~2缩减为11.38m~2、二次风率从40%提高到45%。工业热态试验证明该低氮改造取得了良好的效果:NOx排放浓度从210mg·Nm~(-3)左右降低到180mg·Nm~(-3)左右,可满足NOx排放浓度200mg·Nm~(-3)限值要求;并且机械不完全燃烧损失q_4降低了0.3%~0.6%,CO排放浓度也有所降低,提高了CFB锅炉的运行经济性。试验同时发现:二次风率β、上二次风率k对NO_x排放浓度和q_4的影响曲线均表现为开口向上的抛物线,这表明对于燃烧福建无烟煤的75t·h~(-1) CFB锅炉而言,存在最佳的二次风率β、上二次风率k,使NO_x排放浓度最低、q_4最小。试验表明,在过量空气系数λ≈1.2的情况下,最佳的二次风率β区间为40%~55%,最佳的上二次风率k在45%~55%之间。     

燃烧福建无烟煤之75t/h中温旋风分离CFB锅炉低氮燃烧改造

在2台燃烧福建无烟煤的75t/h中温旋风分离CFB锅炉上进行多次工业热态试验掌握大量数据的基础上,分析认为影响NO_x排放浓度的因素主要有NO_x生成机理、锅炉结构、运行参数。为此,从NO_x生成机理和优化锅炉结构方面着手,采取抬高下二次风喷口高度、提高下中二次风喷口速度和在水冷壁前后墙标高12.65m处增设一层上二次风(风源取自一次风热风母管)等措施进行低氮燃烧改造。热态试验证明低氮燃烧改造取得了良好的效果:NO_x排放浓度从180mg·Nm-3左右降低到140mg-3左右,最低值在120mg~(-3)以下,且锅炉机械不完全燃烧损失q_4降低了1.0%~1.5%。试验同时发现,二次风率β、中二次风率k_m、上二次风率k_(up)对NO_x排放浓度和机械不完全燃烧损失q_4的影响曲线均表现为开口向上的抛物线,这表明对于燃烧福建无烟煤的中温旋风分离CFB锅炉而言,存在最佳的二次风率β、中二次风率k_m、上二次风率k_(up),使NO_x排放浓度最低、机械不完全燃烧损失q_4最小。热态试验数据表明,在过量空气系数λ≈1.2的情况下,最佳的二次风率β区间为45%~60%,最佳的中二次风率k_m在45%~60%之间,最佳的上二次风率k_(up)区间为5%~15%。     

循环流化床锅炉燃用贫煤和无烟煤的运行优化分析

通过运行优化,能够使循环流化床(CFB)锅炉燃用低挥发分贫煤和无烟煤的飞灰含碳量控制在10%以内.分析了贫煤循环流化床锅炉燃料粒径分布,床压和一、二次风率对飞灰含碳量的影响.在燃用低挥发分贫煤和无烟煤时,控制入炉煤中小于100μm的颗粒所占比例,采用较低的床压和增加二次风的混合可降低飞灰含碳量.     

CFB锅炉低氮燃烧改造对NO_x排放质量浓度的影响

对一台燃烧福建无烟煤的75t/h中温旋风分离CFB锅炉进行低氮燃烧改造,将布风板有效截面积由13.43m~2缩减为11.38m~2,二次风率从40%提高到45%。工业热态试验证明该低氮改造取得了良好的效果:NO_x排放质量浓度从210mg/m~3左右降低到180mg/m~3左右,可满足NO_x排放质量浓度200mg/m~3限值要求;机械不完全燃烧损失q4降低了0.3%~0.6%,CO排放质量浓度也有所降低,提高了CFB锅炉的运行经济性。     

循环流化床锅炉燃烧福建无烟煤炉内脱硫的工业试验研究

为检验针对于燃烧福建无烟煤的循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉炉内脱硫效果、获得同时满足高效脱硫和高效燃尽要求的最佳运行参数,在一台75 t/h的工业热态循环流化床锅炉上进行了炉内添加石灰石脱硫试验,研究钙硫比、床温、二次风率、脱硫剂粒径等对燃烧福建无烟煤CFB锅炉炉内脱硫效果的影响,以及脱硫对锅炉氮氧化物排放、飞灰含碳量等的影响。试验表明:添加石灰石后,烟气中SO2的排放浓度迅速下降,而后随时间的推移在一定水平上小幅度的波动变化,振荡下降。脱硫效率随着[Ca]/[S]比的增大而提高。但当钙硫比小于2.4和大于4.1时,脱硫效率随钙硫比的变化不明显;脱硫效率随[Ca]/[S]比呈"S"型曲线规律变化,炉内脱硫存在有一个最佳[Ca]/[S]比。石灰石的平均颗粒粒径越细,炉内燃烧脱硫效率越高;随着炉床温度的上升,脱硫效率呈线性下降。脱硫效率随着二次风率的提高先缓慢增大,而后急剧下降,呈开口向下的抛物线分布特征,存在有一个最佳的二次风率。炉内添加石灰石脱硫对锅炉氮氧化物排放的影响很微弱;随着钙硫比的增加,NOx的排放浓度有轻微的下降。飞灰烧失量随着[Ca]/[S]比的增加而下降,但当[Ca]/[S]比大于3.5后,飞灰烧失量不再随[Ca]/[S]比的变化而变化。     

无烟煤CFB锅炉燃尽特性的试验研究

飞灰含碳量偏高是目前国内燃用无烟煤CFB锅炉运行中遇到的普遍问题,这不仅降低了锅炉效率,还影响到煤灰的综合利用。对连州电厂440t/hCFB锅炉进行了燃烧优化调整试验研究,通过分析灰渣的粒径和含量分布,考察了无烟煤的燃尽特性,分析了床温、氧量、二次风率、床压、添加石灰石等因素对飞灰含碳量的影响。依据分析结果,提出了强化无烟煤燃尽的措施。     

燃烧福建无烟煤的循环流化床锅炉炉内脱硝的工业型试验

在一台75 t/h的工业循环流化床锅炉上进行试验。结果表明:(1)NOX的排放浓度随过量空气系数a的增大而降低;但当a>1.3后,NOX的排放浓度却随着a 的增大而增加并趋于稳定;(2)当a不变时,氮氧化物的排放浓度随二次风率的增加而降低;对于燃烧福建无烟煤的CFB锅炉,可能存在最佳二次风率,使得燃料氮的转化率最低;(3)在同样条件下,煤种的含氮量越高,其燃烧烟气中NOX的排放浓度也越高。     

燃烧福建无烟煤的75t/h中温分离CFB锅炉NO_x达标排放改造

以2台燃烧福建无烟煤的采用中温分离技术的75t/h CFB锅炉为研究对象,分析低氮燃烧(LNC)、SNCR、SCR等方案的优缺点和可行性,结合福建无烟煤特性和锅炉运行现状采用LNC+SNCR改造方案。首先,采取了缩减布风板有效截面积(由13.43m2缩减为11.38m~2)、增设一层上二次风(国内首台布置3层二次风的75t/h CFB锅炉)、抬高下二次风喷嘴高度(0.4m)、提高二次风率(从40%提高到50%)及提高二次风速度(从48m·s~(-1)提高到54m·s~(-1))等低氮燃烧改造措施,取得了显著效果,NOx原始排放浓度可控制在140~160mg·m~(-3)之间。其次,采取计算流体力学(CFD)模拟确定合理的炉膛内喷氨点并优化布置、选用高效扇形喷枪并利用压缩空气雾化,性能试验结果表明改造达到预期效果,NO_x排放浓度小于70mg·m~(-3),总脱硝效率大于70%,氨逃逸质量浓度小于8mg·m~(-3)。     

大型循环流化床机组协调控制系统的研究

针对450t/h、410t/h循环流化床锅炉由于各参数间的强耦合、大迟延导致的协调控制系统难投入问题．基于河北南部电网已投运机组现场试验得到的汽轮机、锅炉的传递函数,对循环流化床锅炉燃烧控制系统和机炉协调控制系统的控制结构进行了试验研究。研究发现：对于大型循环流化床锅炉的协调控制系统,采用“机跟炉”控制方式是一种有效的控制方法．对于床温、一次风和二次风的控制要充分考虑各参数的相互影响。所得结论既可应用于1台循环流化床锅炉1台汽轮机的协调控制,也可应用于多台循环流化床锅炉1台汽轮机的协调控制．可为循环流化床锅炉自动控制系统的设计与调试提供参考。     

大型循环流化床锅炉临界流化风量控制与燃烧优化调整

风量、一二次风比例、燃煤粒度以及返料风的控制是循环流化床(CFB)锅炉燃烧优化控制的重要参数。对大型CFB锅炉临界流化风量进行了讨论，并指出大型CFB锅炉燃烧运行优化调整的主要方向，以期对大型CFB锅炉运行提供指导。     

循环流化床锅炉物料平衡分析

对循环流化床(CFB)锅炉的物料平衡进行了理论分析和研究。CFB锅炉内的物料可分为底渣、飞灰、内循环物料和外循环物料,实现能够进入炉膛上部内循环物料的平衡是CFB锅炉运行的基础,对CFB锅炉内循环物料量多少的判断对实际运行有重要意义。     

国产化300MW机组CFB锅炉一次风机选型研究

由于目前尚无300MW循环流化床（CFB）锅炉机组的运行实绩，国内正在建设的、按引进技术制造的国产化300MW CFB锅炉机组的一次风机均选取了非常大的富裕量（约22％的风量裕量和34．0％-47．5％的风压裕量）。如此大的富裕量将造成机组运行经济性差，还可能给安全运行带来隐患。在分析研究和总结我国100MW和135MW CFB锅炉机组运行实际的基础上，提出目前国产化300MW CFB锅炉机组一次风机的选型参数确定时，宜选取20％的风量裕量和25％的风压裕量。     

循环流化床锅炉受热面磨损的数学模型及预防措施

通过对循环流化床(CFB)锅炉受热面磨损机理及影响因素深入的分析,得出可供工程模拟计算使用的数学模型,并应用其做了磨损速率对U/Umf的关系计算。针对CFB锅炉实际运行状况,提出了一些预防CFB锅炉受热面磨损的措施,供锅炉运行人员及设计人员参考。     

我国CFB锅炉的发展及国内外经验

介绍了我国CFB锅炉的发展过程,并以实例介绍了2台CFB锅炉的特点。简要地介绍了国外大型CFB锅炉、特殊燃料CFB锅炉以及紧凑型CFB锅炉的开发情况;耐高温腐蚀的新合金的开发。概括地总结了目前我国CFB锅炉的制造、运行情况和存在问题。     

超临界循环流化床锅炉技术发展分析

为了探索提高常压循环流化床锅炉效率的途径,在分析了国内外循环流化床锅炉技术发展现状的基础上,研究指出超临界循环流化床锅炉结合了循环流化床及超临界蒸汽循环这2种成熟技术,兼备了低成本污染控制和高供电效率两大技术优势,技术研发风险相对较小,是循环流化床锅炉技术发展的合理选择,并提出了对我国自主研发600 MW超临界循环流化床锅炉机组的建议。     

循环流化床锅炉脱硫工艺参数优化研究

对阜新金山煤矸石热电厂1台480 t/h循环流化床锅炉进行脱硫效率调整试验,取得最佳运行工况参数。根据机组运行数据,分析了当锅炉床温为820℃、850℃、880℃、Ca/S摩尔比分别为1.5、2.0、2.5时循环流化床锅炉脱硫效率。试验结果表明,在可调整的运行参数中,锅炉床温控制在850℃、Ca/S摩尔比控制在2.5时循环流化床锅炉脱硫效率最佳。     

粤连发电厂440t/h循环流化床锅炉控制系统设计

结合粤连发电厂135MW机组循环流化床(CFB)锅炉DCS工程应用实例,对CFB锅炉燃料、风量和床压控制系统的设计进行了详细介绍。