预处理工艺对生物质成型燃料理化特性的影响研究

棉杆(CS)和木屑(WS)经水热预处理(HT)和低温热解预处理(DT)后在同一条件下压制成生物质成型燃料,分析生物质成型燃料的物理性质(表观密度、抗压强度)和燃烧特性(热值、着火温度、燃尽温度和综合燃烧特性指数),考察HT和DT对不同种类生物质成型燃料理化特性的影响规律。结果表明:与未预处理的棉杆与木屑成型燃料相比,低温热解预处理后的两种生物质成型燃料的表观密度和抗压强度分别降低了0.03%～16.7%、23.2%～61.0%,200℃与230℃水热处理后的两种生物质成型燃料的表观密度和抗压强度则分别增加了9.5%～27.3%、114.0%～241.3%,而且,水热处理后的生物质成型燃料的热值增加了5.1%～59.0%。与未预处理生物质成型燃料相比,低温热解后的两种生物质成型燃料的燃烧特性基本不变,而200℃与230℃水热处理后的两种生物质成型燃料的最大燃烧速率显著增大。230℃水热处理后的生物质成型燃料热值为20.23～21.33MJ/kg,最大燃烧速率为9.06～9.49%·min~(-1),综合燃烧特性指数为4.94～5.56min~2℃~3,表观密度和抗压强度分别为1152.5～1154.3kg/m~3和3.4～3.5MPa,具有高热值及优燃烧性能,且物理性能佳,适合作为生活、工业锅炉燃料使用。     

城市污水污泥干化-焚烧系统热力分析

目前,污水处理厂污泥安全高效处理和处置问题在我国尚未彻底解决。干化-焚烧可实现 污泥的无害化和减量化,针对典型污泥独立干化-焚烧工艺建立计算模型,探讨了热值、一次风温度等参数对污泥燃烧温度和辅助燃料需要量等的影响。结果显示:随着污泥热值升高,污泥燃烧温度升高,临界含水率上升,热值为10、12、14 MJ/kg的临界含水率约为45%、51%和54%;通过提高一次风温度,可以大幅度提高污泥燃烧温度,但是对于热值为12~14 MJ/kg污泥,在一次风温超过200 ℃情况下,燃烧温度超过950 ℃,需采取降温措施;污泥自身提供的热量无法满足污泥干化-焚烧系统整体能耗,干化-焚烧系统的辅助燃料需要量高于仅考虑焚烧系统的需要量;干化-焚烧系统的辅助燃料需要量随着入炉含水率的减少增加。     

10.8 MW农林废弃物循环流化床气化装置性能试验研究

作为全国首个以高钾氯含量秸秆为主要原料的生物质气化耦合发电项目,某10.8 MW生 物质气化耦合燃煤发电厂成功实现未成型复杂多变特性农林废弃物的大型工业混合气化。为探究不同气化温度对大型农林废弃物循环流化床气化装置性能的影响,该电厂开展了额定负荷下50%稻壳-50%林业废弃物为燃料的性能测试试验。结果表明:当气化温度从700 ℃升至750 ℃时,可燃气组分体积分数和混合生物质气化后的湿燃气低位热值均先增加后减小;气化燃气中焦油质量浓度有微小上升,气化效率和气化热效率不断增加;750 ℃时,气化效率和气化热效率达到最大,分别为70.16%和89.16%。研究结果可为大型工业气化装置混合气化的优化运行提供一定的数据支持。     

使用不同生物质气的微型燃气轮机性能分析

指出燃气的成分和热值对燃气轮机性能的影响很大,一般情况下燃气轮机只能使用设计指定的燃料,但实际上常常会有燃料成分发生变化的情况。介绍了几种典型的生物质气化后的燃气成份与低位热值。通过模拟计算分析生物质气的热值变化对微型燃气轮机性能的影响规律,分析微型燃气轮机使用非设计燃料的可行性。     

提高导线发热允许温度的试验研究

将导线发热允许温度从 70℃提高到 80℃ ,线路机械强度略有下降 ,仍可满足规程要求 ,5 0 0m档距线路弧垂增加不超过 0 .5 5m ,配套金具机电性能符合标准要求 ,输电线路输送功率可增加 8%～ 18%。若修改设计规程 ,将导线发热允许温度确定为 80℃ ,为安全起见 ,仍需进行导线高温蠕变及使用寿命的试验研究 ,并结合实际线路进行试运行。     

温度对棉杆热解多联产过程中产物特性的影响

生物质热解多联产是对生物质高值化转化的良好工艺之一。该文研究了温度对棉杆热解多联产过程的影响,主要分析了棉杆热解过程中气、液、固产物的分布特性与物化结构。研究表明随着温度的上升,气态产物增加,焦炭产量降低。采用气相色谱仪分析气体产物的分布特性,CO2主要在250~450℃之间析出,氢气主要在550~850℃之间析出,氢气、甲烷的含量最高为33%、9.8%,其热值可达11MJ/m3。采用气质联用仪分析液体产物的组成特性,液体产率达到40%,水分达到液体组成的60%~70%,液体中有机成分以乙酸、苯酚类物质为主。采用氮气等温吸附实验和傅里叶红外光谱分析焦炭的物理化学特性,随着温度的上升,焦炭的孔隙度先增加后降低,各种官能团逐渐减少;焦炭比表面积、低位热值最大可达到232m2/g、28MJ/kg。     

CFB锅炉燃烧生物质及RDF燃料的广谱污染物排放研究

在热功率1MW的CFB燃烧试验台上对3类生物质和垃圾衍生燃料(refuse derived fuel,RDF)成型燃料进行试烧试验,对循环流化床锅炉燃用生物质及RDF燃料时污染物的排放特性进行了研究。结果表明:试验燃料NO_x排放浓度随温度和氧量的升高而增大。随着炉膛燃烧温度的升高N₂O排放量明显降低。设计燃料在床温860℃左右时,其SO₂排放量最低,自脱硫效率最高;脱硫效率随着Ca/S的增加而升高,到一定程度后,增长的速度趋缓;设计燃料按Ca/S=1.5添加生石灰粉脱硫,炉膛平均燃烧温度为880℃左右时,脱硫效率最高。试验典型工况烟气中二恶英类以及飞灰、底渣中的二恶英含量均满足国家的排放标准要求。     

提高全膜电容器使用环境温度的尝试

对于应用在发电机保护断路器成套装置中的电容器,要求其长期运行在较高环境温度下.笔者从提高电容器使用温度的角度,对聚丙烯膜浸渍苄基甲苯电力电容器进行了高温条件下的老化试验和过载试验研究,分析了提高全膜电容器使用温度的可能性及极限温度,认为该介质结构的电力电容器在心子温升不超过10℃时,可连续运行在80℃高温环境中.     

利用循环流化床锅炉烟气余热干燥废木材方案比较

为解决浙江某生物质电厂75 t/h循环流化床生物质直燃锅炉运行中存在的排烟温度高达180~190℃带来的效率降低,以及燃料废木材含水率超过45%会导致锅炉熄火的问题,提出利用锅炉尾部烟气余热加热空气、水等不同介质将排烟温度降低至150℃以下,同时利用加热后的介质间接干燥废木材,从而将废木材含水率降低5%左右,达到锅炉对燃料含水率的适应范围要求。同时,通过对不同介质加热废木材的能量平衡和质量平衡计算以及经济性分析,认为利用循环流化床锅炉烟气余热干燥废木材的最佳干燥方式为空气预热器加干燥机方案。     

生物质低温热解炭化特性的实验研究

采用固定床和螺旋式2种实验装置,以稻秆、桑树枝、杨树枝和竹子等4种生物质为研究对象,在热解温度为250～300℃、停留时间为10～30min条件下进行生物质低温热解炭化特性的实验研究.结果表明:与生物质原料相比,生物质炭的表观体积缩小,外形收缩,颜色有不同程度加深,O/C质量比下降,热值得到大幅度提高,疏水性和研磨特性得到显著改善.随着热解温度和停留时间的增加,固体产物质量收率不断降低,较高的热解温度有利于气体的生成.桑树枝炭和稻秆炭的质量收率和能量收率随着热解温度的升高不断降低,且在相同热解条件下,生物质的能量收率始终高于质量收率.随着热解温度和停留时间的增加,生物质炭的能量密度不断增加;较低热解温度时,停留时间越长,生物质炭的能量密度增幅越大,但在较高热解温度下,停留时间对生物质炭能量密度增加的效果并不明显.     

生物质气化装置气化特性及气化装置对燃煤机组影响试验

结合实际生产过程,在某10 MW生物质气化装置耦合600 MW燃煤机组上进行试验。本试验采用实际生产常用100%稻壳、50%稻壳+50%秸秆2种燃料模式。研究发现:在额定负荷下,生物质气化装置产生气体组分和热值稳定的生物质燃气;在气化装置75%~110%负荷下,生物质燃气热值随负荷增加而增加;保持燃煤机组600 MW负荷不变,投用生物质气化装置后,燃煤机组NOx产生量减少,污染物SO2、NOx排放在环保标准内,高温再热器出口汽温偏差大,减少标煤量3 300 kg/h,厂用电率降低0.02%。生物质气化耦合发电系统具有高效、环保、节能的优点,不仅可以高效利用生物质资源,还适用现代火电企业高质量发展和低碳化需求。     

液态排渣固体废弃物旋转燃烧技术

固体废弃物和生物质燃料焚烧技术是可持续发展的一个研究热点。传统的焚烧技术均采用固态排渣方式,而固体废弃物和生物质燃料灰熔点一般较低,燃烧温度受到限制,因此燃烧效率较低。对此,提出了采用液态排渣固体废弃物和生物质旋转燃烧技术,这种方式燃料着火较易,燃烧温度较高,可提高锅炉运行的经济性和可靠性。     

420t／h锅炉低温再热器改造

介绍了盐城发电厂８号炉大修中对再热器增加受热面的改造情况，改造后再热汽温上升７℃，排烟温度下降２５℃，额定负荷时旁路烟气调节档板能够打开，减少了烟气飞灰对低温再热器管壁磨损，提高了机组运行的安全经济性。     

燃烧中低热值燃料时燃气轮机系统的应对方案及其性能分析

证明了燃料热值的降低,必将使燃料量增加;提出燃用中低热值燃料时燃气轮机系统工况点调整的理论依据,并给出5种调整方案,即:增加压气机的压比(方案1)、关小进口可调导叶(IGV)角度(方案2)、降低燃气轮机进口温度(方案3)、从压气机末级抽气(方案4)、增加燃气轮机的通流面积(方案5);计算了各调整方案对燃气轮机简单循环系统热经济性和安全性的影响。结果表明:对于焦炉煤气,方案1的热经济性最高,方案4的热经济性最低,各方案对燃气轮机的安全运行几乎没有影响;对于煤基合成气,方案5的热经济性最高,方案4的热经济性最低,方案1的安全性最差;综合考虑热经济性、安全性和可操作性,对于焦炉煤气,方案1是最佳方案,对于煤基合成气,方案2是最佳方案。     

锅炉尾部受热面综合改造的试验研究

针对温州发电有限公司1号锅炉排烟温度偏高的问题,提出了适当增加低温再热器和主省煤器受热面的改造方案.改造后,排烟温度下降了20 ℃,锅炉效率增加了0.8个百分点.按锅炉年运行5 000 h,一年可节约燃料2 240 t,经济效益显著.     

生物质再燃脱硝及异相还原研究

利用携带流反应器研究再燃燃料种类(稻秆、麦秆、棉花秆、稻壳、麦秆焦)、再燃燃料比Rff、再燃区反应温度t2、再燃区过量空气系数α2、再燃燃料粒径dp等因素对脱硝效率的影响,分析了麦秆焦异相还原NO对总脱硝效率的贡献。结果表明:4种生物质中棉花秆脱硝效果最好,麦秆次之,稻壳和稻秆较差;在相同α2下,t2=900～1100℃内,生物质再燃脱硝效率随着t2的提高而增加;对于粒径小于425μm生物质再燃燃料,其再燃脱硝效率随粒径减小略有增加;随着α2的降低和Rff的提高,生物质再燃脱硝效率均呈现先上升后下降的趋势,在α2=0.7～0.8,Rff=20%～25%条件下,可以获得较高的脱硝效率,各种生物质再燃脱硝效率均在50%以上;在Rff=10%～26%,麦秆焦异相还原NO的贡献在59%～68%,且呈现中间低两头高的趋势。     

循环流化床锅炉大比例掺烧煤泥试验研究

以内蒙古京泰发电有限责任公司1089 t/h循环流化床锅炉机组为研究对象,进行了大比例掺烧高热值煤泥运行试验。在相同负荷工况下,通过改变煤泥掺烧比例,分析各工况掺烧煤泥对循环流化床锅炉运行参数及经济性的影响。试验发现:掺烧煤泥比例由0升至60%时,锅炉排烟温度升高了8℃,虽然厂用电率增加了0.65%、效率降低8%(由91.68%降至90.88%,仍高于设计值90%),但由于燃料成本的大幅降低,电厂的综合经济效益显著提高。     

生物质颗粒燃料的多孔床料流化床气化试验研究

在自制的小型常压流化床内采用多孔介质床料对生物质颗粒燃料进行气化试验,分别考察了富氧气氛下温度和氧气浓度、水蒸气气氛下温度和水蒸气流量及不同种类多孔床料对生物质颗粒燃料气化的产气成分及产气热值的影响.试验结果表明:随气化温度的升高,产气中H2含量增加,CH4含量降低,产气热值降低;氧气浓度对气化有一定影响,在试验条件下,增大氧气浓度可以提高产气中H2含量;随着水蒸气流量的增加,产气中H2含量从11.89%增加到45.77%,但产气热值降低;在3种不同的多孔介质床料中,以沸石为床料时气化产H2效果最好.     

固定宋热解生物质混合物的试验研究

选取华北地区常见的秸秆、木屑、沙柳和旱柳枝叶、紫花苜蓿等13种不同生物质,按等比例混合制成粉状生物质混合物,采用自行搭建的固定床热解,研究在不同热解终止温度下,生物质混合物热解产物的产率、气体热值及气体主要组成成分,并分析生物质混合热解特性和产物分配规律.通过试验,取得了生物质混合物在不同热解温度下不同气体产物的产率、气体热值、不同热解产物的产率等重要数据和结果,并将取得的试验结果与13种生物质单独热解的特征参数的加权平均值进行比较,分析了生物质混合物共热解过程中的协同作用.     

微型燃气轮机中低热值燃烧室设计及试验研究

微型燃气轮机发电是生物质气化等工艺产生的中低热值燃气的重要利用途径。基于热值为7.5MJ/m3(标准状态)的生物质气和E100型天然气微型燃气轮机设计了一种"单旋流多孔燃料喷射"中低热值低排放燃烧室,并进行了燃烧室部件试验。低压部件试验表明所设计的燃烧室点火顺利、在设计出口温度下燃烧效率高于98.5%、氮氧化物排放小于20 mg/m3。实验结果表明所设计的燃烧室可以实现中低热值燃料的高效稳定低排放燃烧,证明了燃烧室的可靠性,可以进行下一步的整机试验研究。