电站锅炉过热系统分布式传热模型及其应用

根据热量来源将过热系统传递的能量分为屏前/屏后烟气辐射、屏间烟气辐射、炉膛火焰辐射、炉顶管辐射、管屏表面自身辐射以及对流传热6种类型。将屏前/屏后烟气辐射以及炉膛火焰辐射视为烟黑体窗平面的辐射，在此基础上把6种类型的传热归结到一个封闭系统内，进而建立了一种可同时反映各种不均匀性因素的过热系统分布式传热模型。应用模型对某台300MW机组后屏过热器热流分布进行模拟，揭示了各种类型热流的不均匀性和对总传热量贡献的差别。该模型可以用于过热系统的分布式热力计算，并可为过热系统分布参数动态模型的建立提供必要的边界条件。     

混煤燃烧过程中的交互作用:过量空气系数对混煤燃尽特性的影响

在沉降炉上对无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤以及不同配比(25%、50%、75%)混煤开展了过量空气系数对混煤燃尽特性影响的实验研究。结果表明,混煤燃烧中挥发分高的煤对挥发分低的煤存在促进和抑制2种交互作用。"炉外"掺烧方式下,低挥发分煤与高挥发分煤掺混时,抢风抑制作用表现明显;尤其是掺烧75%高挥发分煤时,抢风抑制作用最为显著;提高过量空气系数可以改善贫氧气氛,减弱混煤燃烧中的抢风抑制作用,提高混煤燃尽率。"炉内"掺烧方式下,过量空气系数的增加,交互作用减弱,各单煤的燃烧独立性增强,混煤燃尽率逐渐接近计算线性燃尽率。     

W火焰锅炉低负荷条件下掺烧煤泥的数值模拟

随着煤炭洗选工业的快速发展,其工艺产生的废弃物——煤泥的产量明显上升,而将煤泥掺混到燃煤锅炉中进行燃烧是实现煤泥资源化处置的有效手段之一。通过现场试验与数值模拟相结合的方法,对一台W火焰锅炉在低负荷条件下无烟煤掺烧煤泥的燃烧特性进行了研究,分析了掺烧不同比例(0%、5%、10%、15%、20%、25%)煤泥炉内燃烧及排放特性。结果显示,当煤泥掺烧比例小于20%时,炉内温度水平降低,飞灰含碳量上升,NO_x排放下降;当煤泥掺混比例大于20%时,高挥发分的煤泥提前燃烧对无烟煤后期燃烧产生较大的负面影响,使得无烟煤的燃烧和燃尽过程有所推迟,且混煤燃烧不充分,NO_x排放上升。     

700MW四角切圆锅炉低氮运行汽温特性及优化控制

针对700 MW锅炉低氮运行主、再热蒸汽温度偏低、再热器壁面易超温以及高负荷下升负荷过程中再热蒸汽温度波动大的问题,分析了其原因,并提出了降低运行氧量,减小AA风摆角偏差,和燃烧器上摆角度基准值,调整升、降负荷APC过程的热工系数的优化控制方法。优化后,锅炉高负荷下主蒸汽温度达到设计值,两侧偏差基本消除,再热器壁面13点超温次数减少;中低负荷下,再热蒸汽温度明显升高,偏差减小;高负荷下升降负荷过程中,再热蒸汽温度波动减小。同时,由于降低了氧量,排烟损失减小,锅炉效率有所提高,NOx排放量也降低。这些有效地提高了锅炉机组的安全、经济和环保性能。     

燃煤电站SCR脱硝系统机理建模

喷氨量的精确控制是电站选择性催化还原(SCR)脱硝系统的关键问题,控制不当会影响火电厂脱硝效率或氨逃逸形成二次污染,建立准确的SCR脱硝系统动态过程模型是开发先进喷氨控制器的基础。本文通过分析电站工业SCR脱硝催化剂和实验用催化剂与烟气反应特性的不同,对经典SCR脱硝过程反应动力学模型进行了改进,建立了适用于燃煤电站SCR脱硝动态过程的机理模型,并与经典SCR脱硝反应机理模型进行对比,分析了改进模型在变工况时入口NO_x质量浓度、烟气流量等因素剧烈波动时模型特性。结果表明,改进模型计算精度和适应性更好,且在稳定工况和变工况均明显优于原机理模型。     

Computation and measurement for distributions of temperature and soot volume fraction in diffusion flames

A combined computational and experimental investigation to examine temperature and soot volume fraction in coflow ethylene-air diffusion flames was presented.A numerical simulation was conducted by using a relatively detailed gas-phase chemistry and complex thermal and transport properties coupled with a semi-empirical two-equation soot model.Thermal radiation was calculated using the discrete ordinates method.An image processing technique and a decoupled reconstruction method were used to simultaneously me...     

700MW四角切圆锅炉低NO_x燃烧的数值模拟

对一台700 MW四角切圆煤粉锅炉低NOx燃烧改造前后开展了多工况炉内流动、燃烧、传热与污染物排放特性的数值模拟,模拟结果与测量值符合良好。数值模拟与实际运行结果都表明:采用M-PM低NOx燃烧器并进行深度空气分级燃烧改造后,炉内空气动力特性良好,气流不会直接冲刷水冷壁;主燃烧区处于低氧高CO浓度的强还原性气氛,可抑制NO生成并大量还原已生成NO,锅炉NOx排放显著降低,100%、75%和50%负荷下分别降低了68.8%、52.9%和56.6%;屏底烟气温度明显增加,主、再热汽温特性明显改善,温度升高达到设计值;水冷壁壁面热负荷更加均匀;尽管飞灰含碳量和CO排放浓度增加,但排烟温度降低了约10℃,排烟热损失降低大于机械和化学不完全燃烧损失增加之和,锅炉效率升高。     

660MW旋流对冲锅炉低NO_x燃烧优化数值模拟

对一台660 MW旋流对冲锅炉在不同层燃烧器组合运行工况下进行了炉内流动、燃烧和NOx排放特性的数值模拟,模拟结果与试验值相对误差小于10%。模拟结果表明:额定负荷时,5层燃烧器运行,停前墙和停后墙同层燃烧器时NOx排放和飞灰含碳量基本相同;停上层燃烧器相比于停中层燃烧器,空气分级效果强化,煤粉颗停留时间增加,NOx和飞灰含碳量分别降低9.5%和9.8%,在锅炉实际运行过程中,停上层燃烧器更有利于降低NOx排放和提高燃烧效率。     

燃烧器偏转解决对冲燃烧锅炉高温腐蚀及颗粒冲刷技术研究

为有效缓解某电厂660 MW机组前后墙对冲燃烧锅炉两侧墙水冷壁高温腐蚀及煤粉颗粒冲刷磨损问题,结合高温腐蚀的原因及机理,并根据现场设备情况,提出将靠近两侧墙的旋流燃烧器角度向炉内中心偏转3.5°。对燃烧器偏转前后的锅炉燃烧进行数值模拟,对比分析了燃烧器角度偏转前后的温度场、速度场、浓度场以及颗粒轨迹的变化,并将方案进行了工程应用。数值模拟和工程应用结果表明：燃烧器角度偏转后,炉内气流向炉膛中心集中,贴近侧墙的煤粉颗粒减少,对侧墙冲刷磨损减弱;同时,侧墙附近区域炉温下降,还原性气氛降低,高温腐蚀风险下降,锅炉燃烧效率基本持平。研究结果可为同类型锅炉高温腐蚀及水冷壁磨损防治提供借鉴。     

含水量对电厂玉米秸秆燃料自加热特性的影响

生物质储运过程中存在微生物生长代谢产热引起的自加热现象,可能引起生物质自燃。含水量是影响微生物生长代谢产热的重要因素。设计并搭建了120 L自加热保温试验箱,以玉米秸秆为对象,在含水量20%～95%开展测试,研究含水量对其自加热特性的影响,采用温度和氧气浓度消耗速率分别表征自加热程度和微生物代谢活性。结果表明,玉米秸秆自加热达到的最高温度与峰值产热均随含水量增加先升高后降低,含水量50%时最高温度为41.1℃,含水量80%时最高峰值产热为157 J/(s?m³)。含水量低于35%时,峰值产热量随含水量变化差异较小;含水量在35%～80%时,峰值产热量与含水量呈线性关系,含水量每增加15%,峰值产热量平均增加33.43 J/(s?m³);含水量超过80%时,峰值产热量下降。微生物比生长速率与氧气消耗速率呈正比,二者随含水量增加均先升高后降低,含水量80%时氧气消耗速率达到最高值0.056%/min,微生物代谢活性最强。研究结果为分析玉米秸秆自加热特性,进而提出生物质安全储运措施提供参考。