鸡粪与稻壳混合燃料CFB燃烧特性试验研究

为深入了解鸡粪与稻壳混合燃料在循环流化床(CFB)锅炉内的燃烧与污染物排放特性,通过搭设1 MW CFB燃烧试验台,并对混合燃料进行了燃烧特性试验研究。试验结果表明,混合燃料水分和挥发分含量高、灰分低、热值低、灰熔点低,燃烧时具有易着火、易燃尽、易结焦、燃烧效率高的特点;烟气中CO含量高、SO2和NOx原始排放浓度低;另外,混合燃料燃烧后灰渣中碱金属含量高,容易粘结受热面造成积灰腐蚀,在CFB锅炉设计时应特别注意并采取相应技术措施。     

CFB锅炉爆燃的预防措施分析

<正>1容易发生CFB锅炉爆燃的情况分析1.1扬火爆燃如果压火时燃料加得过多或停得晚,使压火后床料内燃料的含量过多,燃料在炉内高温干馏挥发出甲烷、氢等可燃性气体,同时燃料中的碳在缺氧的情况下产生大量的CO;由于压火时床料表面温度较低,这些可燃性气体没有燃烧,在炉膛内积聚。扬火时风机启动,床料流化,高温的床料从     

六回路循环流化床锅炉回路中断时炉内固相分布数值模拟

以六回路超临界循环流化床(CFB)锅炉冷态模化试验台为研究对象,采用欧拉双流体模型和Gidaspow曳力模型,对超临界CFB锅炉回路中断时炉内固相体积分数变化规律进行了数值模拟。结果表明:回路中断前炉内轴向固相质量浓度呈近"S"型分布;单回路和异侧两回路中断后,炉内平均固相体积分数波动下降,最后趋于稳定;同侧两回路中断时,炉内平均固相体积分数基本呈直线型下降,最后趋于稳定;炉膛左右两侧平均固相体积分数下降趋势一致,但相差半个波动周期;同侧两回路中断时的波动周期明显大于异侧两回路中断时的波动周期。     

600MW机组锅炉水冷壁区域还原性气氛影响因素分析

针对某电厂600MW机组锅炉水冷壁区域存在严重高温腐蚀的问题,通过试验研究了配风方式、运行氧量等因素对水冷壁区域还原性气氛的影响。结果表明:600 MW负荷常规运行方式下,锅炉水冷壁区域还原性气体体积分数较高,CO体积分数为10 000~30 000μL/L,H_2S体积分数为80~130μL/L;与高负荷工况相比,中低负荷工况下,锅炉水冷壁近壁处的还原性气体体积分数下降明显;随着燃尽风风门挡板开度的减小,锅炉水冷壁近壁处烟气中CO体积分数明显降低;随着运行氧量的提高,锅炉水冷壁近壁处的还原性气体体积分数均有不同程度的降低,但下降幅度较小;相对于其他磨煤机运行方式,停中间磨煤机运行工况下,锅炉水冷壁区域还原性气体体积分数整体较低;煤中硫分的升高会使炉膛水冷壁区域H_2S体积分数明显上升,建议尽量燃用低硫分煤种。     

挥发分含量对典型烟煤燃烧的气体产物析出特性影响研究

采用烟煤启动是W锅炉在“以煤代油,少油点火”方针下降低启动燃料消耗量的典型途径,然而相较于无烟煤燃料,烟煤中较高的挥发分含量对制粉系统的安全性将产生较大的影响,其显著依赖于燃料着火特性和可燃气体析出特性。鉴于此,选取了3种挥发分含量差异较大的烟煤(霍林河煤、平顶山煤、合山煤),在TG-FTIR上进行燃烧实验,探究挥发分含量对烟煤燃烧的气体产物生成特性的影响。结果显示霍林河煤的挥发分含量最高,析出挥发分的温度比较低,并伴随着显著的CO₂、CO和CH₄的生成。由此可见,挥发分含量能显著影响烟煤燃烧失重特性和产物生成特性,是制粉系统安全性评估的重要考量因素。     

330 MW循环流化床锅炉炉膛壁面颗粒浓度分布测量

循环流化床(CFB)锅炉炉膛内固体颗粒浓度对炉膛水冷壁传热、炉内温度分布和受热面磨损影响较大。在某台亚临界330 MW机组CFB 锅炉炉膛水冷壁上开设测孔,利用颗粒取样抽屉装置对炉膛内的局部颗粒浓度进行测量,研究炉膛近水冷壁区域的颗粒浓度水平分布。结果表明,在距离壁面1m范围内,颗粒浓度随着与壁面距离的增加而减小,相同高度的中心区内颗粒浓度基本保持不变;测孔所在高度越高,颗粒浓度越小;炉膛空截面风速的增加将使炉膛上部测孔的颗粒浓度增加;回归得到近壁面颗粒浓度水平分布关联式,利用关联式计算近壁面颗粒浓度误差小于20％。     

300 MW机组四角切圆煤粉炉空气与富氧燃烧对比模拟研究

富氧燃烧作为一种清洁能源技术可用于锅炉改造,从而降低污染物排放,回收CO2。为研究空气气氛下和富氧环境中炉膛燃烧的不同,采用数值模拟方法研究了亚临界300 MW机组四角切圆煤粉炉炉膛内燃烧的传热特性。通过调整O2体积分数、进入炉膛的烟气比率以及一次风和二次风量,可以得到和空气气氛下燃烧相近的火焰温度。研究了7种工况下的炉膛流场、温度场、O2、CO2、CO体积分数分布,以及它们在炉膛横截面平均体积分数随炉膛高度变化。模拟结果表明:不论是在富氧燃烧还是空气气氛下燃烧,炉膛内的流场分布相似,但是在同样的O2体积分数下下,将N2替换为CO2后会使炉膛内温度下降,火焰中心下移;增加O2体积分数可以改善传热特性,增加煤粉燃烧的稳定性。     

矿井乏风对锅炉燃烧特性影响

对某2 027 t/h四角切圆燃煤锅炉采用矿井乏风作为一次风和二次风的燃烧工况进行数值模拟,在验证模型可行性的基础上,研究了乏风中甲烷体积分数对炉膛温度以及NOx排放的影响。结果表明:随着乏风中甲烷体积分数的增加,炉膛内燃烧区平均温度最大增加53 K;炉膛中氧体积分数和NO质量浓度及煤粉燃尽率随着乏风中甲烷体积分数的升高而降低,而CO变化趋势相反;炉膛出口NO平均质量浓度从388.21 mg/m3降低至318.88 mg/m3,降低幅度达到17.80%。使用矿井乏风作为锅炉一次风和二次风能够有效降低NOx的排放。     

四角切圆燃烧锅炉炉内过程热态数值模拟

采用非预混燃烧模型,用标准κ-ε紊流模型模拟气相湍流运输,用P-1辐射模型计算辐射传热,对煤粉挥发分的释放采用了双匹配速率模型,对气相流场采用非错列网格的SIMPLE方法来求解,对固体颗粒相的求解则采用随机的颗粒轨道模型。采用Fluent6.1软件对四角切圆燃烧煤粉锅炉的炉内过程进行数值模拟,分析了炉膛内温度场、速度场和气相各组分的浓度场的分布规律,并对模拟结果进行分析与对比,计算结果呈现出与实际炉内过程定性上较好的一致性．为研究四角切圆燃烧锅炉炉内过程提供了参考。     

不同温度生物质气与煤粉混燃过程及污染物排放特性

为了研究不同温度生物质气与煤粉混燃对锅炉燃烧过程的影响,基于Fluent软件,搭建生物质气和煤粉混燃模型,对某电厂亚临界300 MW机组锅炉分别进行了纯煤粉燃烧和掺烧10%的300℃、450℃和600℃生物质气4种工况的炉内燃烧数值模拟,分析不同工况下炉内速度场、温度场、组分场以及污染物NO_x分布特征。结果表明:与纯煤粉燃烧相比,生物质气掺烧后,底层燃烧器生物质气出口烟气速度增加,炉膛中心燃烧温度降低,炉膛出口O_2和CO体积分数升高,而CO_2和NO体积分数降低;随着生物质气温度的升高,相对于纯煤粉工况,其他3种掺烧工况NO_x质量浓度分别降低了15%、24%、32%。     

220 t/h生物质循环流化床锅炉燃烧优化改造

针对220 t/h高温高压生物质循环流化床(CFB)锅炉设计燃料存在偏差、炉内气相燃烧不稳定、NO_x排放量偏高等问题,采取优化生物质燃料预处理及给料系统、深度分级燃烧改造、旋风分离器降阻提效等措施,降低NO_x排放量,提高锅炉运行效率。结果表明:改造取得了较好的效果,NO_x排放质量浓度可控制在100 mg/m~3以内,CO排放体积分数可控制在2×10~(-3)以内,锅炉热效率提升5.1百分点。     

CFB锅炉排放循环灰提高锅炉整体性能研究

循环流化床(CFB)锅炉燃用高灰分劣质燃料时,高灰分将对炉内灰平衡产生明显影响,并进而影响CFB锅炉的炉内燃烧、传热、磨损以及粉尘污染物的排放等。从CFB锅炉炉内物料平衡出发,提出了可燃质循环倍率概念,并将其用于炉内灰平衡及CFB锅炉燃烧高灰分燃料时排放循环灰的研究。结合某50 MW CFB锅炉的实炉试验,设计了5 MW CFB锅炉的循环灰排放系统。     

CFB锅炉利用低热值燃料的选择

根据CFB锅炉燃烧低热值煤的国家政策导向,通过理论计算得出了循环流化床锅炉最低可燃烧热值、最低可利用热值、最经济利用热值。通过对锅炉实际运行情况的收集,掌握了目前国内低热值燃料发电的使用情况,并分析了燃料与锅炉运行可靠性、经济性的关系。最后列举了东方锅炉设计、制造的CFB设计燃料情况及实际燃用低热值燃料的情况。     

富氧燃烧锅炉辐射传热特性数值模拟研究

为研究富氧燃烧与空气燃烧锅炉之间的辐射传热特性差异,并为设计或改造新型富氧燃烧系统提供所需的理论指导,对2种燃烧方式下的炉膛流场与传热分布特性进行了数值模拟研究。首先对富氧燃烧数值模拟采用改进灰色气体加权和（WSGG）模型计算气体吸收系数的必要性进行了探讨,并将Johansson WSGG模型结合进入燃煤锅炉的CFD模型框架内,使CFD数值模型适用于富氧燃烧的辐射传热计算。在此基础上对某330 MW机组锅炉分别采用干、湿烟气再循环富氧燃烧方式及空气燃烧方式的炉膛流场与传热分布特性等进行了对比分析。结果表明:在锅炉煤量、入口气体质量流量和氧量皆相同情况下,不同燃烧方式间燃烧烟气成分及物性的差异使富氧燃烧与空气燃烧锅炉在流场、温度与炉膛传热分布等方面皆呈现出较明显的差异;富氧燃烧烟气中所富含的CO2和H2O的比热容高于N2,使采用湿烟气循环方式富氧燃烧锅炉炉膛的整体温度和吸热量明显低于空气燃烧;同时,由于CO2的密度高于N2,富氧燃烧锅炉的整体流速低于空气燃烧锅炉,并影响了炉内的温度与传热分布。在设计富氧燃烧系统或改造现有空气燃烧系统时应考虑富氧燃烧与空气燃烧锅炉在炉膛流场与传热方面的差异,合理安排锅炉的传热分布,避免或减少锅炉受热面的改动。     

大型循环流化床锅炉的燃烧优化设计

介绍了循环流化床(CFB)锅炉的燃烧形式,细颗粒燃料在CFB中的燃烧特性和存在问题。为了改善细颗粒燃料在CFB中的燃烧环境,提出热风送粉方式对其进行加热和混合,通过燃烧器预燃后送入炉膛燃烧的方案。通过这种方式,部分改善了细颗粒燃料的缺氧燃烧情况,实现了对炉膛内氧量分布的优化;并通过部分细颗粒燃料的预燃烧,提高了炉膛下部温度,促进燃料燃烧,抑制难燃燃料的后燃问题。     

某350 MW机组循环流化床锅炉颗粒流动特性数值模拟研究

基于计算颗粒流体力学（CPFD）方法,对某超临界350 MW机组循环流化床（CFB）锅炉的颗粒流动特性进行数值模拟研究,主要研究了CFB锅炉内颗粒及颗粒团聚流动特性及其随炉膛高度和操作条件的变化规律,并将模拟结果与现场试验结果进行对比,验证了本次数值模拟的可靠性。结果表明:沿炉膛宽度方向,颗粒轴向运动速度呈现中心区域大、近壁区域小的不均匀分布特点,颗粒质量浓度及团聚物颗粒体积分数则呈现中心区域小、近壁区域大的特点;沿炉膛高度方向,随高度的升高,颗粒质量浓度由140 kg/(m2·s)迅速减小到4 kg/(m2·s),炉膛中心区域颗粒轴向运动较近壁区域增长迅速;循环量的增加和一次流化风速的降低均会使得颗粒轴向运动速度降低,团聚物颗粒体积分数增加。     

燃烧煤质量对循环流化床锅炉运行的影响

分析燃烧煤中水分、粒径、挥发分等因素对循环流化床（circulating fluidized bed,CFB）锅炉安全经济运行的影响后得出结论：煤炭的水分高、粒径细会造成燃料系统堵塞;煤矸石多易造成冷渣器堵塞;煤的挥发分低、粒径细会导致飞灰可燃物质量分数高,影响锅炉的经济运行。提出了相应的解决对策,确保CFB锅炉的安全、经济运行。     

100 MW CFB锅炉炉膛压力分布的研究

对江西分宜发电厂 100MW 循环流化床(CFB)锅炉在不同负荷条件下的炉膛压力分布进行了测量,对炉膛压力分布规律进行了研究分析。CFB 炉膛压力的分布可以反映出炉内的物料平衡分布,CFB 锅炉物料平衡的判断主要是炉膛中上部内循环物料量多少的判断,这为 CFB 锅炉的运行提供了一个重要参考依据。     

四角切圆锅炉炉内燃烧数值模拟

为了研究不同负荷下炉内燃烧及污染物排放情况,基于Fluent软件对某台350MW四角切圆燃烧锅炉进行数值模拟,分析随着锅炉负荷的变化,炉内的流场、温度场、组分分布及污染物NO_x质量浓度分布。结果表明:炉内切圆明显,整个炉膛空间存在螺旋上升的流场;燃烧器区域温度最高,炉内温度随着炉膛高度增加而降低;随着负荷降低,炉内温度水平降低,30%额定负荷工况时炉内温度水平偏低,需要考虑炉内煤粉的引燃和稳燃问题;组分场分布与温度场有很大关系,高温区对应高CO浓度场和低CO_2浓度场;在炉膛高温区大量生成热力型NO_x,随着锅炉负荷降低,炉膛出口NO_x质量浓度逐渐降低。     

超高参数二次再热循环流化床锅炉技术可行性分析

本文通过对比煤粉（PC）锅炉与循环流化床（CFB）锅炉在蒸汽参数、受热面布置、调节手段等方面的不同,发现CFB锅炉燃烧特点适合采用超高参数的二次再热技术。研究结果表明:CFB锅炉炉膛内受热面传热温压低于PC锅炉,但由于CFB锅炉炉膛内存在大量的循环物料,其高温受热面的传热系数和热负荷都高于PC锅炉;CFB锅炉炉膛燃烧均匀,其高温级受热面的汽温偏差、壁温偏差能得到很好的控制;CFB锅炉二次再热的布置方式更灵活,可以将二次再热器布置在尾部双烟道或外置床中,而且,在CFB外回路中可以布置蒸发过热器和再热器等多种受热面,这样可使炉膛高度明显降低,从而使CFB锅炉的成本降低;CFB锅炉调节手段更加灵活,在运行过程中可以通过调整炉膛内部颗粒质量浓度,再结合烟气再循环和流态重构技术对炉膛内高温受热面的热负荷和蒸汽温度进行调节。