基于gCCS的330MW循环流化床锅炉燃烧系统动态建模

针对某330 MW循环流化床锅炉燃烧系统,利用机理分析法建立锅炉氧浓度、床料质量、残碳质量以及床温的动态数学模型。首先将循环流化床锅炉燃烧过程简化,建立燃烧系统动态数学模型,用gCCS(gPROMSCarbom Capture and Storage)软件求解仿真;并根据现场试验数据对模型进行动态验证。在此基础上,利用所建模型进行阶跃扰动仿真计算。仿真结果表明,给煤的增加会使密稀相区氧浓度下降,床温升高;一次风的增加使密稀相区氧浓度升高,密相区床温下降,而稀相区床温呈现先上升后下降的规律;二次风的增加使密稀相区床温下降,密相区氧浓度先上升后下降,而稀相区氧浓度增大。所得研究结论可为循环流化床锅炉运行、燃烧控制系统的设计和优化提供理论基础。     

循环流化床锅炉原理及其设计和运行中的若干问题

该文从原理上阐明有无大量的细物料在燃烧室、高（中）温分离器及回料阀间循环乃是循环流化床（ＣＦＢ）与鼓泡床锅炉（ＦＢＣ）及高温飞灰回烧鼓泡床锅炉的根本区别。分析了影响循环物料量的各种因素，指出了我国一些运行的循环流化床锅炉出力不足，密相区燃烧温度偏高及燃烧效率偏低的原因。     

石化污泥与煤在循环流化床混烧试验研究

在一座密相区截面积为0.23m×0.23m、高度为7m的循环流化床试验装置上进行了石化污泥与煤混烧的系统性试验研究.结果表明,随着二次风率的增加,密相区和稀相区温度都有所下降,燃烧效率呈上升趋势,烟气、飞灰和底渣中多环芳烃 (PAHs) 排放量均呈明显的下降趋势.随着空气过剩系数的增加,密相区温度上升,稀相区温度降低,燃烧效率呈先上升后下降态势,而多环芳烃排放水平先下降后上升.     

油页岩半焦循环流化床热力参数分布特性

在循环流化床燃烧试验台上,进行油页岩与半焦不同掺混比混合燃料燃烧试验,考察一次风率为50％和66.7％2种工况下燃烧室温度和压力分布特性.表明单独燃烧油页岩半焦,炉膛密、稀相区温差较大,炉膛出口温度低,燃烧组织不理想;掺混一定比例油页岩的半焦可以在循环流化床中稳定燃烧,并能保持很好的床温特性,压力分布亦较为合理.一次风...     

基于1100t/h循环流化床锅炉燃烧优化的分析

对一台1 100t/h循环流化床锅炉进行燃烧优化试验。通过燃烧优化试验发现:锅炉热效率明显提高,稀相区空截面烟气速度显著降低,炉内水冷壁磨损得到有效减轻,一、二次风机及引风机总电流显著减少。通过试验证明:锅炉总风量,一、二次风比率,上、下二次风配比,床压等主要运行参数得到优化。这对于循环流化床锅炉安全、稳定、经济、长周期运行有着非常重要的意义。     

提高循环流化床锅炉燃烧效率的几个技术问题探讨

一、前它近十几年来，循环流化床锅炉燃烧技术在我国得到快速发展，投入运行的锅炉已不下200台，其中大多数使用情况良好，但也有少数锅炉由于多方面的原因使用状况不太理想，主要体现在飞灰固体不完全燃烧损失太大，锅炉燃烧效率不高。据此，作者结合自己的实践经验针对低倍率循环流化床锅炉就如何进一步提高锅炉的燃烧率提出一些观点和看法，以抛砖引玉。二、杨相区受热面布置为了有效控制炉膛温度，保护炉墙，一般在稀相区四周布有水冷壁受热面，稀相区受热面布置多少，如何布置大有讲究，因为它直接影响到稀相区的温度及其均匀性，影响…     

稻壳内混式循环流化床燃烧试验研究

在循环流化床燃烧试验台上对稻壳的燃烧特性进行了冷热态试验研究,冷态试验确定了稻壳与河砂按一定比例掺混后的临界流化风速与单一稻壳的流化风速基本一致,且稻壳流化范围较窄.通过热态试验确定了适合稻壳燃烧的流化速度应为1～2.5 n/s,同时为提高稻壳燃尽效率应尽量提早给入一部分二次风.试验结果表明,一二次风比例为7∶3时可以...     

燃用玉米芯的循环流化床锅炉热风系统研究与设计

介绍了一种循环流化床锅炉热风系统的设计,该系统的热源为一燃用玉米芯的循环流化床热水锅炉,燃料燃烧产生的热首先产生热水,热水在换热器内与空气换热,然后产生43℃热风.这套系统设计关键为锅炉的燃烧温度选择、灰渣质量平衡以及如何保证热风风温稳定等.为进行这套系统的设计,通过试验研究了玉米芯在流化床内的燃烧特性、灰渣结焦特性以及循环床回料器的回料特性.在试验基础上,设计了这套热风系统,这套热风系统由锅炉、换热器、调节系统、除尘器等组成.首台采用该技术的热风系统已在山东登海先锋种业公司投产.这套系统可作为设计燃用稻壳、秸秆等其他生物质燃料锅炉的参考.     

300 MW循环流化床锅炉气固流动特性的CPFD模拟

采用计算颗粒流体力学（CPFD）的方法对300 MW循环流化床锅炉内的气固两相流体动力学参数进行全床数值模拟研究,重点分析了循环流化床锅炉炉膛以及回料阀的气固流动特性,获得固相颗粒浓度和速度场在炉膛内的分布以及固体循环流量、系统压力平衡、回料阀的运行情况等锅炉关键参数。结果表明：颗粒浓度的轴向分布呈现明显的密相区和稀相区两部分,模拟得到的轴向压力分布与实际工况吻合较好,验证了CPFD方法模拟循环流化床锅炉的准确性;锅炉回料阀内压降最大,这与床料分布相符;回料阀返料室流化程度较高,而输运室流化程度较小,呈现鼓泡床状态,气泡大都贴壁逃逸。     

基于Aspen Plus的超临界循环流化床锅炉特性分析

为了探索超临界循环流化床锅炉的分布特性,利用Aspen Plus对350 MW超临界循环流化床进行建模,模型考虑了煤的热解燃烧过程、烟气换热以及灰循环过程,在燃烧过程中对密相区和稀相区的燃烧及换热分别进行建模,并通过该模型对循环流化床锅炉的分布特性和损失的影响因素进行了详细分析。结果表明:超临界循环流化床的效率为51.68%,循环流化床的循环灰较大,占密相区输入的52.43%。空气预热器的排烟损失较大,排烟损失为46.22 MW,占总输入的3.12%。分析可以更全面有效的揭示各种损失及损失发生的部分。     

循环流化床锅炉低氮燃烧的CPFD数值模拟

针对某75 t/h循环流化床锅炉炉膛出口NOx排放超标问题进行分析探讨,以合理的低氮燃烧控制技术为主,辅以SNCR烟气脱硝技术,争取达到NO x超净排放要求。采用CPFD计算方法对循环流化床锅炉炉膛内的气固流动和燃烧特性进行数值模拟,运用低过量空气燃烧法和空气分级技术对锅炉进行低氮燃烧控制,研究一、二次风配比、二次风射流、过量空气系数、循环倍率和颗粒粒径等因素对炉内燃烧及NO x排放的影响。结果表明:通过低氮燃烧控制后,炉内速度场和温度场分布均匀,炉膛出口处烟气流速增加,炉膛平均烟温和出口氧浓度降低,还原性气体CO浓度和优化前基本相同,炉膛出口NOx浓度降低,减排效果显著,为以后的锅炉运行提供实际指导经验。     

440 t/h CFB锅炉污染物排放特性的试验研究

介绍了连州电厂440t／h CFB锅炉污染物排放特性的试验研究。探讨了添加石灰石后SO2的动态排放特性，分析了Ca／S摩尔比、床温、负荷、氧量和二次风率等因素对SO2和NOx排放的影响。提出了综合降低循环流化床锅炉污染物排放的措施。     

棉秆循环流化床稀相区传热系数的试验研究

在热功率0.5 MW棉秆循环流化床试验装置上对稀相区传热系数进行了测定,研究了不同参数对传热系数的影响,结果表明:环形区颗粒浓度和床温对传热系数的影响较大,且随着颗粒浓度和床温的增加而增加;一次风率和过量空气系数对不同床高的传热系数也有一定影响,传热系数随一次风率的增加而增加,但一次风率过大时,传热系数会有所下降;为了得到较高的传热系数,过量空气系数存在一个最佳值;循环倍率对传热系数的影响也很明显,在一定的范围内,传热系数随循环倍率的增加而增加;当循环倍率太大时,床温有所降低,使传热系数减小.     

Experimental investigation of NOx emissions during pulverized char combustion in oxygen-enriched air preheated with a circulating fluidized bed

An experimental investigation on NO_x emissions of pulverized char combustion in oxygen-enriched air was carried out in a new test system consisting of a circulating fluidized bed (CFB) and a down-fired combustor (DFC). In this paper, the pulverized char combustion characteristics and NO_x emission characteristics in the air conditions, the local oxygen-enriched air conditions in the CFB and the overall oxygen-enriched air conditions were studied. The results show that when the primary air oxygen concentration increased from 21.0% to 24.6% and to 28.2%, the ratio of fuel-nitrogen converted to nitrogen in the CFB increased from 39.7% to 45.0% and to 50.8%, respectively. This finding indicates that the preheating process in the CFB was one of the important reasons why the preheating combustion technology could significantly reduce NO_x emissions. Compared with the air combustion conditions, the NO emissions decreased to almost half of the original emissions when only the primary air oxygen concentration increased. On this basis, the NO emissions increased slightly when the air oxygen concentration was also increased in the DFC. Under these conditions, the variations in the char combustion efficiency were consistent with the variations in the temperature distribution. The feasibility and superiority of integrating the preheating combustion technology and oxygen-enriched air combustion technology are verified.     

循环流化床锅炉燃烧系统动态特性分析

根据循环流化床锅炉的工作特点以及燃烧系统输入和输出过程变量间的耦合关系,讨论了ＣＦＢＢ的蒸汽压力和床温的动态特性。认为引起蒸汽压力变动的主要原因在于燃料量（内扰）和汽轮机调门的变化（外扰）;而影响床温变化的主要因素是给煤量、风量、物料循环量的变动,并从传热和燃烧过程分析了这些因素间的相互耦合关系。这对ＣＦＢＢ燃烧自动控制系统的设计与调试,以及整个控制系统的可靠运行都至关重要。     

循环流化床锅炉飞灰中碳的形成机理

通过对循环流化床(CFB)锅炉飞灰含碳量分布及飞灰残碳形态的测量、CFB燃烧温度下焦炭失活过程的试验研究以及流化床条件下煤颗粒燃烧过程的分析.探讨了循环流化床锅炉飞灰中碳的形成机理.结果表明:实际运行的CFB锅炉飞灰中含碳量具有明显的不均匀性,残碳集中于25～50 μm的飞灰颗粒内;真实密度和XRD测量均表明,焦炭失活的2个条件是温度和时间,温度高于800℃,焦炭失活开始发生,并且随着时间的增加,失活程度提高;焦炭颗粒长时间停留在主循环回路中,反应活性下降,由于颗粒的碎裂和磨耗,形成了飞灰中粒径较小的残碳;煤中的细小煤粒首次通过炉膛时未燃尽且未被分离器收集,形成了飞友中较大颗粒的残碳.     

Experimental study on NOx emissions of pulverized bituminous coal combustion preheated by a circulating fluidized bed

This study investigated nitrogen oxide (NO_x) emissions of pulverized coal combustion preheated by a circulating fluidized bed (CFB). During the test process, high-temperature fuel preheated in a CFB was burned in a down-fired combustor (DFC). The effect of air distribution on NO_x emissions was studied in the DFC, including three types of secondary air nozzle structures, five secondary air ratios, and three tertiary air position arrangements. Under stable conditions, the conversion ratio of fuel-nitrogen to N₂ in the CFB was 41.4%, which resulted in lower NO_x emissions in the platform. In this study, secondary air could be injected into the combustor at the top (annular) or through the side wall (circular) of the DFC, both with high combustion efficiency. This means that the secondary air is completely separated from the burner, and burner structure is greatly simplified. NO_x emissions from secondary air nozzle structures of center, annular, and circular ports were 565.66, 345.45, and 220.38 mg/Nm³ (@6% O₂) respectively. NO_x emissions initially decreased then increased with increases in secondary air ratio with the annular nozzle structure. NO_x emissions could be further inhibited by rationally arranging tertiary air positions.     

Experimental study on combustion characteristics and NO<Subscript>X</Subscript> emissions of pulverized anthracite preheated by circulating fluidized bed

A 30 kW bench-scale rig of pulverized anthracite combustion preheated by a circulating fluidized bed(CFB)was developed.The CFB riser has a diameter of 90 mm and a height of 1,500 mm.The down-fired combustion chamber(DFCC)has a diameter of 260 mm and a height of 3,000 mm.Combustion experiments were carried out using pulverized anthracite with 6.74%volatile content.This low volatile coal is difficult to ignite and burn out.Therefore,it requires longer burnout time and higher combustion temperature,which results in larger NOX emis-sions.In the current study,important factors that influence the combustion characteristics and NOX emissions were investigated such as excess air ratio,air ratio in the reducing zone,and fuel residence time in the reducing zone.Pulverized anthracite can be quickly preheated up to 800℃in CFB when the primary air is 24% of theoretical air for combustion,and the temperature profile is uniform in DFCC.The combustion efficiency is 94.2%,which is competitive with other anthracite combustion technologies.When the excess air ratio ranges from 1.26 to 1.67,the coal-N conversion ratio is less than 32%and the NOX emission concentration is less than 371 mg/m 3(@6%O2).When the air ratio in the reducing zone is 0.12,the NOX concentration is 221 mg/m 3(@6%O2),and the coal-N conversion ratio is 21%,which is much lower than that of other boilers.     

流化床炉内温度场的虚拟表示

介绍了以VC^ 6．0为平台，结合Intra3D技术，研究流化床锅炉燃烧温度场的三维动态可视化虚拟表示．在流化床锅炉燃烧温度场的动态全面仿真的基础上，运用计算机图形学的理论和方法，利用数字仿真的大量数据，借助粒子运动系统的规律，建立流化床虚拟火焰，并实现动态显示和基本的人机交互，该技术的研究，可拓展热力系统性能研究的思路，弥补试验或中试研究投资大和周期长的不足，开拓出新型热力系统的虚拟再现研究手段。     

降低燃用福建无烟煤循环流化床锅炉飞灰含碳量浅谈

煤质特性、燃料颗粒、总体设计和运行工况是影响福建无烟煤在循环流化床锅炉中燃尽的主要因素。结合2台燃用福建无烟煤的DG75/3.82-11型CFB锅炉的运行情况,采取一系列有利于福建无烟煤在CFB锅炉中燃尽的措施:改善燃料粒径配比,采用窄筛分偏粗颗粒入炉煤;炉床温度控制在960~1 020℃,整个炉膛维持均衡的高温;改造回料风系统,减少或避免返料偏流,改善燃烧状况;改造二次风机和二次风喷嘴,提高二次风速,增强二次风的扰动穿透能力;优化运行调节,控制风煤配比,维持煤器后烟气含氧量在4%左右,一次风率在55%~60%、上下层二次风比为55:45~60:40,维持恰当的料层高度,一次风室压力控制在10~11kPa,达到较佳的燃尽效果。运行实践证明,这些措施可有效地降低飞灰含碳量。