污泥掺烧方式对燃煤锅炉燃烧影响的模拟研究

为了确保燃煤锅炉掺烧污泥后炉内燃烧安全稳定并控制NO_x的生成,以国内某典型1 000 MW超超临界燃煤锅炉为研究对象,利用CFD软件计算研究了不同的污泥掺烧方式对锅炉温度场和NO_x生成的影响。结果表明：在燃煤锅炉不同层的燃烧器掺烧污泥,掺烧污泥的燃烧器对应高度均出现了温度的下降和NO_x排放浓度的降低;随着污泥分别由下往上在B,D,F层燃烧器进行掺烧,在炉膛出口处烟温升高,NO_x排放浓度降低;在保持F层燃烧器总热值不变的情况下进行掺烧时,能保证锅炉整体温度水平,掺烧污泥比例越高,炉膛出口烟温越低,NO_x生成量越少;在F层燃烧器掺烧污泥燃烧效果较好,有利于NO_x减排,是最适合污泥掺烧的燃烧器层。     

超超临界压力切圆燃烧锅炉掺煤高钠煤NO_x排放特性试验研究

以660 MW超超临界压力切圆燃烧直流锅炉为对象,对掺烧高钠煤时的NO_x排放特性进行了试验研究。结果表明:NO_x排放值随SCR入口处氧量的增加而增加,100%额定负荷下,高钠煤掺烧比例为80%时,O_2体积分数控制在3%为宜; 50%额定负荷下,高钠煤掺烧比例为50%时,O_2体积分数控制在4.7%为宜;随着分离式燃尽风(SOFA)的增加,NO_x排放值降低;调节燃烧器摆角可改变分级燃烧效果,提高高钠煤掺烧比例和采用下5台磨运行组合方式能有效降低NO_x排放浓度。     

1000 MW燃煤锅炉污泥掺烧试验研究与工程应用

针对某电厂1 000 MW机组1号锅炉掺烧生活污泥,开展了锅炉燃烧特性理论研究、现场掺烧试验,评估了不同掺烧比例对锅炉燃烧特性、SO_2排放,飞灰、炉渣、脱硫废水中重金属和烟囱的二恶英排放情况研究表明:掺烧60%含水率生活污泥,在10%掺烧比例以内,理论燃烧温度降低了7 K;掺烧比例控制在10%以内,污泥掺烧对于煤的元素成分影响不大,对飞灰浓度影响不大,不会造成省煤器等受热面磨损加剧;掺烧比例控制在10%以内,烟囱出口处NO_x、SO_2和粉尘浓度都能满足超低排放要求;脱硫石膏、脱硫废水、脱硫浆液、飞灰和炉渣中重金属满足相关环保标准排放要求。     

循环流化床燃煤锅炉污泥掺烧试验研究

为研究不同污泥掺烧量对循环流化床燃煤锅炉特性的影响,对扬州港口污泥发电有限公司130t/h循环流化床燃煤锅炉进行工况试验,重点考察污泥掺烧对炉膛出口烟气温度、锅炉效率与锅炉出力的影响。结果表明:随着污泥掺烧量从0增至3.75t/h,炉膛出口烟气温度从905℃降至900℃,高负荷下污泥掺烧对出口烟气温度降低影响减弱;排烟损失与机械损失增大,锅炉效率不断降低,降低约5%,低负荷下污泥掺烧质量分数更大,锅炉效率降低更快;锅炉主蒸汽流量不断降低,减少约7t/h,试验过程中污泥掺烧质量分数最高达到15%,锅炉运行良好。     

350 MW超临界CFB锅炉煤泥掺烧分析与研究

通过掺烧煤泥试验,对超临界循环流化床锅炉掺烧煤泥后氧量、主汽压力、NOx排放等参数的变化进行分析讨论,并研究掺烧煤泥对锅炉经济性的影响.试验表明:在超临界CFB锅炉上掺烧煤泥,燃烧反应迅速,可以提高CFB锅炉的快速变负荷能力,降低NOx排放;在21％掺烧范围内,掺烧可以有效降低床温,对锅炉经济性影响非常小.     

1150t/h锅炉掺烧褐煤的性能试验研究

对某电厂1150 t/h锅炉进行了山西晋北烟煤与扎赉诺尔褐煤的掺烧试验,分析了不同掺烧比例、不同煤质及不同磨煤机掺烧时锅炉的综合性能.结果表明:扎赉诺尔褐煤能够在烟煤锅炉上稳定掺烧,当混煤水分Mar<20%时,A、B、C 3台磨煤机可以同时掺烧褐煤,全厂掺烧比例最高可达40%;混煤水分对磨煤机的干燥出力有较大影响,混煤水分降低时,磨煤机干燥出力提高;A、B、C磨煤机掺烧褐煤后,锅炉主燃烧器区域温度升高,炉膛水冷壁出现局部结渣,排烟和固体未完全燃烧热损失升高,导致热效率降低约1.2%.     

高压燃煤锅炉掺烧高炉煤气对锅炉热工参数的影响

由于高炉煤气的燃烧特性与煤存在很大的差异,使原来按燃煤设计的锅炉掺烧煤气后锅炉参数产生很大的变化,本文对一台英国B＆W公司的120MW燃煤锅炉掺烧高炉煤气,在不同掺烧率下校核热力计算表明,当锅炉负荷和其它参数保持在额定工况,高炉煤气掺烧率为20%,锅炉热效率降低5～7%,掺烧率为30%热效率降低10～12%;掺烧率超过40%,不但热效率降低,而且不能保证锅炉的额定参数,计算表明,对于按一定掺烧率设计的锅炉,掺烧率的增大或减小都会使锅炉参数达不到设计值.     

1000MW机组神华煤掺烧霍林河褐煤的试验研究

在某电厂1 000MW机组上进行了神华煤与霍林河褐煤掺烧试验,研究了褐煤掺烧比例对磨煤机最大出力、机组最大出力和机组性能的影响,在最佳褐煤掺烧比例下进行了燃烧优化试验并提出了掺烧褐煤后产生的问题及解决措施.结果表明：随着褐煤掺烧比例的增大,磨煤机最大出力逐渐降低;当褐煤掺烧比例大于40%时,机组最大出力将受到明显影响;在目前设备条件下,褐煤最佳掺烧比例为30%.在最佳褐煤掺烧比例下,额定负荷时省煤器最佳出口氧量偏置为＋0.4,最佳燃尽风挡板开度偏置为-10%.通过燃烧调整,基本上解决了掺烧褐煤后炉膛结焦问题,锅炉效率提高了0.07%,NOx排放质量浓度为293.2mg/m3.     

煤泥在一台600 MW W火焰锅炉上的掺烧试验与数值模拟

以某600 MW W火焰锅炉为例,开展了无烟煤掺烧煤泥的热重实验、燃烧数值模拟和现场掺烧试验研究,分析了掺烧煤泥对着火、燃烧和NO_x排放特性以及运行经济性的影响。结果表明:掺烧煤泥可以改善无烟煤的着火特性,但其综合燃烧特性会变差;掺烧煤泥时,炉内温度降低,固体未完全燃烧损失增加,锅炉效率和NO_x质量浓度也会降低;当煤泥的掺混比例小于10%时,对锅炉稳定燃烧和运行不会产生显著影响,但可以减少发电成本;当煤泥掺混比例大于10%时,通过提高风粉比和减小颗粒粒径等优化方式可以改善炉内燃烧状况,降低飞灰含碳质量分数,但NO_x的质量浓度会有一定程度的上升。     

燃煤电厂掺烧生活污泥燃烧及环保特性现场试验研究

为了得到燃煤电厂掺烧生活污泥燃烧及环保特性规律,基于国内某电厂的330 MW亚临界四角切圆燃煤锅炉,针对6个工况开展现场试验研究。结果表明：燃煤、污泥与混合后的燃料在成分含量上区别较大;掺烧污泥会导致锅炉燃烧温度与热效率降低,最大的降幅分别为28℃和0.19%,总体降幅较小;掺烧污泥后,飞灰与炉渣中重金属含量及氯含量稍微上升,不会明显提高结渣风险;掺烧污泥后,现有的净化工艺仍能确保常规烟气污染物的排放浓度能满足燃煤烟气超低排放要求;随着掺烧比例的提高,NO_x的排放量呈现先增加后降低的趋势,SO₂的排放量逐渐降低,粉尘颗粒的排放量稍微提高;掺烧污泥不会对二噁英类和重金属及其化合物等非常规烟气污染物造成明显影响,排放情况能够满足燃煤电厂限制要求;风烟系统各级风机用电量普遍随着掺烧污泥量增加而提升,最大的提升幅度为5.4A,适当调整后均能够正常运行。     

半焦大比例掺烧特性研究及锅炉性能数值仿真预测

为了研究更大比例掺烧半焦的可行性并优化锅炉设计方案,利用高温热天平、3 MW煤粉燃烧中试平台等实验测试手段,系统研究了大比例半焦掺烧下混煤的着火、燃尽、结渣及NO_x排放特性的影响规律与作用机制,确定了目前适合大容量电站锅炉的半焦最佳掺烧比例为40%。利用数值模拟计算方法,对1台660 MW超超临界二次再热锅炉掺烧40%半焦的性能及污染物排放进行了预测。     

自备电厂煤粉锅炉掺烧生物质试验

生物质资源是“零碳”燃料,在我国能源转型以及“碳中和”战略中处于极其重要的地位。本文在自备电厂开展煤粉锅炉掺烧生物质工业试验,研究了生物质燃料基本性能及掺烧对煤粉锅炉运行状态的影响,对直燃耦合掺烧的安全性及可行性进行了分析,试验结果表明,在230 MW发电机组的220 t煤粉锅炉上生物质掺烧质量比可达到4%～6%,掺烧对制粉储料系统、入炉煤煤质、锅炉运行、烟气排放影响甚微,CO₂减排作用明显,通过措施优化可改善颗粒粉化现象。     

燃煤锅炉掺烧松木气燃烧过程数值模拟研究

为了分析掺烧松木气对燃煤锅炉燃烧过程以及燃烧产物的影响,基于Fluent软件搭建了松木气与煤粉的混合燃烧模型,对300 MW燃煤锅炉的纯煤燃烧以及掺烧10%,20%,30%生物质气的4种工况进行数值模拟。在保证锅炉总输入热不变的情况下,得到了不同工况下锅炉炉膛内燃烧温度、烟气组分和NOx排放随炉膛高度的分布情况。模拟结果表明:与纯煤燃烧工况相比,掺烧松木气时炉内燃烧温度有明显下降,当掺烧比例分别为10%,20%,30%时,燃烧区域截面平均温度分别下降了46,88,104 K;掺烧松木气也会引起了烟气组分的变化,炉膛下部的O2体积分数明显增大,CO和CO2的体积分数明显减小;随着松木气掺烧比例的增加,锅炉炉膛出口处的NOx的质量浓度分别下降了47,148,198 mg/m3。     

大型电厂煤粉锅炉掺烧油页岩的应用研究

为了缓解大型电厂原煤资源紧缺的现状,油页岩可作为其新的替代能源.在分析了煤与油页岩掺烧特性基础上制定了二者掺烧方案,并通过在茂名热电厂680 t/h锅炉上进行实炉掺烧试验,结果表明,在不改变系统和设备结构的情况下,油页岩的最大掺烧量可达40%;掺烧量达30%时锅炉效率变化不大,每kwh的发电成本降低了O.065O元.由此证明存大型电厂燃煤锅炉掺烧适量油贞岩具有町行性、安全性和经济性.     

煤粉锅炉掺烧低热值煤试验研究

本文以300MW机组烟煤锅炉为研究对象,在高中低负荷下分别开展了低热值煤掺烧试验。锅炉设计煤种是低位发热量为3850kCal/kg左右的高灰分高挥发分烟煤,所掺烧的低热值煤是低位发热量为2100kCal/kg左右的高灰分高挥发分烟煤。试验结果显示：锅炉大比例掺烧低热值煤能够稳定运行,但锅炉性能受到了显著影响,锅炉效率显著下降,NO_x排放水平显著上升。     

降低循环流化床锅炉结渣风险的准东煤配煤掺烧研究

针对循环流化床锅炉燃用准东煤带来的受热面结渣和沾污问题,从降低入炉煤碱金属着手,采用准东五彩湾煤掺烧不同比例的煤矸石、低钠煤、沙漠黄沙,探究不同掺烧物料及比例对锅炉受热面结渣和沾污的影响。研究结果表明:掺烧25%煤矸石时,炉内受热面沾污、结渣严重,且存在频发的爆管现象;掺烧38%艾维尔沟低钠煤时,各级受热面均比较干净,没有明显的结渣沾污现象,但锅炉运行成本显著增加;掺烧5%古尔班通特沙漠黄沙时,仅在一级蒸发管高温烟区出现了类似于沙子的大焦块,其余受热面均比较光滑、干净,没有结渣和沾污现象。     

生物质气掺烧对煤污染物排放特性影响的Aspen Plus数值计算研究

为了分析生物质气与煤混合燃烧对锅炉燃烧产物的影响,基于Aspen Plus建立了生物质气化以及合成气与煤混合燃烧模型,对含水率为20%的松木气化的合成气与不同品质的煤种的混合燃烧过程以及污染物排放特性进行研究。改变生物质气的掺烧比例,随着输入锅炉空气流量的变化,确定出各种工况下的锅炉最高燃烧温度,得到对应燃烧温度下的NOx,SO2等污染物的排放值。结果表明,随着煤种质量的降低和掺烧比例的增加,煤与生物质气混烧后的最高燃烧温度均降低;无论是优质煤还是劣质煤,与生物质气掺烧后,均可以使污染物NOx,SO2随生物质气掺烧比例的增加而减少,即减排率随掺烧比例的增加而增加。     

300MW烟煤/高炉煤气混燃锅炉掺烧褐煤燃烧特性的数值模拟及经济性分析

对某300MW烟煤/高炉煤气混燃锅炉掺烧褐煤的燃烧特性进行数值模拟和经济性分析,分析了褐煤完全取代烟煤、部分掺烧褐煤和不同高炉煤气掺烧比例等因素对炉内温度场和CO摩尔分数分布的影响.结果表明:褐煤完全取代烟煤后,炉内温度显著降低而炉膛出口烟气温度明显升高,影响了锅炉运行的安全性;褐煤取代部分烟煤后,随着褐煤掺烧比例的增大,炉内温度逐渐下降,炉膛出口烟气温度升高但CO摩尔分数变化不大;在褐煤掺烧比例一定时,随着高炉煤气掺烧比例的增大,炉膛最高温度明显降低且炉膛出口温度升高,CO摩尔分数的峰值逐渐减小;纯烧烟煤的发电成本为117 090元/h,当掺烧40%褐煤和20%高炉煤气时,发电成本降为80 107元/h,发电成本比纯烧烟煤降低了31.59%.     

循环流化床锅炉掺烧污泥的氮氧化物超低排放研究

对某240 t/h循环流化床锅炉开展了污泥协同掺烧研究、低氮燃烧调整试验和脱硝系统优化。结果显示:污泥掺烧比例6%以下,对锅炉燃烧氮氧化物生成量无明显影响。随着烟气氧量增加锅炉燃烧氮氧化物生成量显著增加,飞灰和底渣的含碳量随风室静压的增加而升高。锅炉低氮燃烧调整试验后,脱硝剂消耗量明显下降,锅炉高负荷节省脱硝剂17.1 L/h,低负荷节省脱硝剂46.9 L/h,NO_x能够高效稳定实现超低排放。高负荷锅炉效率提高了0.15个百分点,优于设计的锅炉效率值;低负荷锅炉效率为91.35%,提高了0.15个百分点。SNCR脱硝系统优化后,脱硝剂消耗量显著降低,节省脱硝剂消耗37.6%。     

燃尽风及生物质气对燃煤锅炉燃烧过程及NO_x排放影响的数值模拟

为研究燃尽风以及掺烧生物质气对燃煤锅炉燃烧及NO_x排放的影响,对某电厂330 MW机组燃煤锅炉进行空气分级燃烧改造,在其主燃烧器上方5 m处增加3层分离式燃尽风(SOFA),基于FLUENT模拟软件,搭建了纯煤燃烧和煤粉掺烧生物质气模型,对锅炉无SOFA、有SOFA(15%和20%配风比)、有SOFA(15%和20%配风比)同时掺烧松木气等5种工况的炉内燃烧过程进行了数值模拟,分析不同工况下炉内速度场、温度场、组分场及污染物NOx排放特性。结果表明:在无SOFA和有15%SOFA工况下,一次风、二次风均能形成良好切圆,速度场稳定,在20%SOFA配比下,燃尽风切圆不太理想;与无SOFA纯煤燃烧工况相比,有SOFA工况下,主燃烧区中心温度均有所降低,分别降低了3. 31、27. 48、6. 78和40 K,而在SOFA区域温度有所上升,炉膛出口CO和O_2体积分数增大,CO2体积分数减小,与纯煤无SOFA工况相比,当SOFA配风比从15%增至20%时,NOx炉膛出口平均质量浓度在纯煤工况下分别降低了10. 76%和13. 28%,而在掺烧工况下分别降低了26%和28. 4%。