混煤燃烧过程中的交互作用:煤种对混煤燃烧与NO_x排放特性的影响

在沉降炉上开展了无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤以及不同配比(25%,50%,75%)下混煤燃烧特性实验,研究了"炉外"和"炉内"两种掺烧方式下煤种对混煤燃尽及NO_x排放特性的影响。结果表明,不同煤种掺混燃烧时促进和抑制两种交互作用具有差异性。"炉外"掺烧方式下,挥发分含量差异较大的煤掺混时,交互作用明显;尤其是掺烧75%高挥发分煤时,对燃尽抑制作用表现最为显著,混煤的燃尽降低;挥发分含量差异较小的煤掺混时,交互作用相对较小,混煤的燃尽率在各掺混比例下基本接近计算线性燃尽率;混煤燃烧的NO_x排放特性随挥发分较高的煤的掺混比例增加基本呈线性变化的规律。"炉内"掺烧方式下,随两种煤延迟混合时间的增加,交互作用逐渐减弱,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;挥发分含量差异较大的煤掺混时,改变混合时间,混煤燃尽率变化显著,挥发分含量差异较小的煤掺混时,各单煤燃烧独立性较强,改变混合时间,混煤燃尽率变化不明显;混煤NO_x排放量随延迟混合时间的增加而逐渐降低。     

混煤燃烧过程中的交互作用：机理实验研究与数值模拟

为深入研究混煤燃烧过程中的交互作用机理,在沉降炉上进行了贫煤和烟煤不同配比混煤(贫煤掺混烟煤比例0,25%,50%,75%,100%)燃烧特性的实验研究与数值模拟。结果表明,混煤燃烧过程中易燃煤对混煤燃烧的促进和抑制2种交互作用的竞争决定了混煤的燃烬特性,促进作用表现为烟煤优先燃烧,提高了燃烧初期的局部温度,促进了难燃煤的着火与燃烧;抑制作用则表现为易燃煤抢先燃烧消耗了大量氧气,导致难燃煤燃烧处于欠氧状态,阻碍了难燃煤的燃烧与燃烬。由于煤种差异大,交互作用影响明显,混煤实际燃烬率与计算线性燃烬率差异较大。掺混25%易燃煤时,促进作用在混煤燃烧中占主导地位,燃烬率高于按掺烧比例线性计算得出的计算线性燃烬率;当掺混50%易燃煤时,混煤燃烬率的出现“拐点”;进一步增加至75%时,抑制作用在混煤燃烧中占据主导地位,燃烬率明显降低。混煤燃烧NOx排放量与计算线性NOx计算值比较接近,其随着易燃煤的掺烧比例的增加而线性增加。     

基于物理规划的混煤掺烧方案优化模型

针对大型火电机组燃煤煤种复杂、混煤掺烧决策困难的现状,提出并开发了一种基于物理规划的混煤掺烧优化模型。该模型将多目标优化问题转换为反映设计者偏好的单一综合目标优化问题,在以混煤煤质为基本约束的条件下,采用class-1S偏好函数对混煤结渣特性、混煤价格进行评价;采用class-2S对着火特性、燃尽特性进行评价;采用class-4S对混煤发热量、SO2、NOx排放特性进行评价,进一步通过求解综合偏好函数得到最符合用户需求的配煤方案。将该模型应用于某700 MW锅炉机组33种燃用煤种的多目标配煤优化中,结果表明,在不同的边界条件约束下,通过该模型计算得出的混煤方案可以较好地反映用户偏好。该模型可根据用户的需求、偏好及时调整,更好地反映用户的真实期望。     

混煤燃烧特性的热重分析法研究

利用热重分析法对由无烟煤、烟煤和瘦焦煤及其混煤的着火、燃烬等燃烧特性进行了研究.试验结果表明:在无烟煤中掺入烟煤或瘦焦煤,煤的着火和燃烬都有较大改善;当混煤中烟煤、瘦焦煤比例分别占50%～75%和0～25%时,对无烟煤改善效果明显;相同掺混比例下,烟煤的改善效果总体上比瘦焦煤好.     

褐煤混煤燃烧过程中硫污染物的动态排放规律

研究了多种褐煤混烧时硫污染物的动态排放特性，发现单煤及混煤燃烧时硫析出速率曲线均呈现出典型的双峰结构．由古山煤、风水沟煤和元宝山煤配成的三元混煤的硫析出速率双峰比后两者配成的二元混煤更趋于平缓．当低硫的风水沟煤掺配比增加时，二元或三元混煤的最大硫析出量均逐渐减少，硫析出速率双峰均逐渐降低，其峰值时间均有所延迟．     

混煤燃烧及其污染物排放性能

对由不同煤种组成的混合煤的着火、燃尽、结渣特性及污染物排放等方面进行了广泛的探讨，说明了混煤燃烧是一项符合我国目前实际的动力用煤方式。     

神华混煤与准格尔煤掺烧及其煤灰熔融性研究

对火力发电厂所燃用的神华混煤和准格尔煤的煤灰熔融性等煤质特性做了初步分析,并对未掺烧前发生的因煤灰熔融温度低而导致的事故进行分析及提出应对策略。同时,利用神华混煤与准格尔煤性质稳定的优点,通过对掺烧后的入炉煤干基灰分与煤灰熔融性的关系进行实验统计和分析,提出以入炉煤千基灰分对煤灰熔融性进行监控和掺烧煤配比的调整,实现锅炉的安全稳定经济运行。     

混煤燃烧过程中飞灰颗粒排放特性试验

为了解混煤燃烧对飞灰颗粒尤其是超细颗粒排放特性的影响,在一维沉降炉上对平朔、大优及神木3种烟煤及其混煤进行燃烧试验.采用激光粒度分析仪对收集的飞灰颗粒尺寸分布进行测定,并对混煤飞灰颗粒的体积平均直径及可吸入颗粒物（PM₁₀）、超细颗粒物（PM_2.5）所占比例的计算值与测量值进行比较.结果表明：合理混煤能增大飞灰颗粒的粒径,减少可吸入颗粒物（PM₁₀）及超细颗粒物（PM_2.5）的排放;混煤的飞灰颗粒粒径分布受组成煤种、灰分含量及煤灰成分等因素的影响.     

高速煤粉燃烧器大占比掺烧秸秆共燃烧试验研究

为了研究煤粉工业锅炉大占比掺混生物质的燃烧特性和NO_x排放特点,以高速煤粉燃烧器为研究对象,在型号为WNS的6 t/h蒸汽锅炉系统上进行试验研究,燃料为秸秆和神府烟煤混合粉体。首先研究混合燃料在高速煤粉燃烧器中的燃烧稳定性,其次研究掺混占比、锅炉负荷及空气分级对燃烧和NO_x的影响。研究结果表明:不对燃烧器做任何改动,不同占比的混合燃料均能够在燃烧器中着火和稳燃,工况4条件下锅炉从点火到额定负荷只需26 min,燃烧器观火孔处火焰橘红色,炉尾火焰亮红色,锅炉运行氧含量与炉膛压力波动平稳;当深度空气分级时,三次风达到总风量的质量浓度50%,秸秆占比为0时的NO_x最低排放质量浓度为420 mg/m~3左右,飞灰热值5 525 kJ/kg;秸秆占比分别为50%和70%时NO_x最低排放质量浓度为110～120 mg/m~3,飞灰热值2 511～2 930 kJ;秸秆占比为100%时NO_x最低排放质量浓度为200 mg/m~3,飞灰热值为0,表明大占比掺混生物质有利于提高深度空气分级时的燃烧效率和低氮效果;当锅炉负荷从4 t/h提高到6 t/h,掺混秸秆占比为50%和70%的混合燃料燃烧和低氮效果变优,燃用纯秸秆粉体NO_x排放质量浓度从135 mg/m~3增加到218 mg/m~3;二次风是影响NO_x排放的决定性因素,以50%掺混占比的混合燃料为例,使用空气分级技术,100%负荷时锅炉二、三次风阀开度分别为27%和100%,NO_x初始排放质量浓度从417 mg/m~3降低到182 mg/m~3,80%负荷时锅炉二、三次风阀开度分别为20%和70%,NO_x初始排放质量浓度从711 mg/m~3降低到205 mg/m~3。     

生物质型煤的工业性试验

以陕西神木烟煤、焦作无烟煤以及玉米秸秆为主要原料,添加有机-无机复合粘结剂,加工成生物质型煤样品,并在4 t/h的链条炉上进行试烧.结果表明,烟煤型煤和无烟煤型煤燃烧的烟尘排放量分别比国家允许的排放标准降低了69％和76.85％; SO2排放量分别比国家允许的排放标准降低了96.6％和95.5％;炉渣中可燃物比原煤燃烧分别降低了7.63％和16.67％,飞灰中可燃物比原煤燃烧降低了19.04％,足以说明该生物质型煤具有良好的节能环保效果.     

混煤燃烧结渣性研究

利用结渣性测定仪对陕北地区的3种煤样及不同比例混合后混煤的结渣性进行测定,利用X射线衍射分析对混煤煤灰的矿物组成进行分析,并考察了空气流量及混合比例对结渣率的影响。研究结果表明,易结渣煤与结渣严重的煤混合可以显著降低易结渣煤的结渣率。同单种煤的结渣特性一样,混煤的结渣率不仅取决于煤灰组成,同样与燃烧的外部条件有关。     

浅谈掺烧煤层气（瓦斯）燃烧锅炉的改造设计

 改造现有燃煤锅炉为燃煤锅炉中掺烧煤层气（瓦斯）锅炉，煤层气（瓦斯）和煤在锅炉中无比例限制的掺烧；通过对两种不同燃料的特性研究，建立控制各个单元的控制参数和目标参量，得到锅炉安全和经济条件下的安全控制框图；根据燃煤炉膛的结构和特点，在保证燃煤时正常运行条件下，对燃气燃烧器的合理参数和结构进行研究，并根据工程项目实际工况，设计燃烧器以及燃气和空气的混合比例调节系统，使之能够在程序控制下自动调节二者比例，达到完全燃烧和安全运行的要求。     

烤烟调制煤燃烧方式改进技术研究

为了优化现有供热设备煤的燃烧方式,以促进煤充分燃烧,并提高煤的燃尽率和热能利用效率。采用负压正烧炉,双层对向燃烧炉研究不同燃烧方式对煤的燃烧效率的影响。结果表明:①双层对向燃烧炉供热性能和稳温性能均优于负压正烧炉。②在大火期44～45℃阶段和54～55℃阶段煤在双层对向燃烧炉比负压正烧炉中燃烧充分,相同数量的燃料双层对向燃烧炉的放热量高于负压正烧炉,烟囱排放污染物双层对向燃烧炉优于负压正烧炉。     

神华煤与生物质燃料掺烧的积灰特性研究

本文主要针对某1000 MW燃用神华煤机组锅炉开展掺烧生物质燃料的积灰特性研究,通过沉降炉积灰试验研究了不同烟气温度、不同掺混比例等工况下神华煤和生物质掺烧的积灰倾向.研究表明,神华煤掺烧生物质燃料后积灰加剧.随着生物质掺混比例的增大,生物质灰中的Ca元素会形成低熔点化合物,发生明显的熔融流动.随着烟气温度的升高,灰颗...     

CFB锅炉掺烧水煤浆气化细渣的研究和运行分析

目前我国煤化工行业多年持续发展使得国内煤气化系统细渣处理量高速增加。气化细渣经真空带式或板框过滤机过滤后含水率普遍达到40%～60%,干基残碳质量分数通常在18%～50%。煤气化细渣的无害化处理和资源化利用已成为当前国内外煤化工行业亟待解决的痛点。以水煤浆气化细渣的特性为基础，从气化细渣的残碳(热值)、含水率、掺烧比例和混合燃烧特性等方面研究了水煤浆气化细渣对掺烧的影响。陕煤集团渭化公司水煤浆气化炉气化细渣经过深度脱水干化后含水率降低到28%,输送简单方便，与原料煤掺混后混合燃料的流动性不会造成堵煤断煤，调整混合燃料的含水率和热值等满足CFB锅炉要求后，对锅炉换热效率和运行寿命影响不大。针对气化细渣掺烧进CFB锅炉的运行情况进行分析，掺烧后锅炉运行参数如床层温度、烟气氧含量、排烟温度、床层差压等变化不大；烟气中SO₂,NO_x质量浓度未剧烈变化，不会影响到锅炉脱硫脱硝系统。掺烧前锅炉飞灰含碳量在10%～20%,掺烧后降低到5%～10%,证明合适的掺加量对燃烧有促进作用。气化细渣掺烧后，由于其灰分较原料煤高，进入烟道的飞灰总量将增加，在掺烧比例&...     

两种高钠煤的掺烧结渣特性对比实验

新疆高钠煤储量大,且是良好的动力煤,然而其燃烧过程中结渣沾污严重,对锅炉的安全运行和经济性产生了影响。基于一维炉结渣实验台,对比分析新疆两种高钠煤的结渣特性,经过实验得出:在相同的容积热负荷下,准东高钠煤结渣比大南湖高钠煤要严重;大南湖高钠煤较准东高钠煤更难通过掺烧低钠煤来改善结渣;两种高钠煤均易通过掺烧煤矸石来改善结渣状况且最佳掺烧比例为10%。该实验结果对新疆地区燃用高钠煤提供一定的参考。     

高碱煤燃烧过程细颗粒物排放特性

准东煤储量巨大,但由于其碱金属和碱土金属含量较高,准东煤燃烧时会生成更多的细颗粒物。在一维沉降炉上对新疆准东地区高碱煤、准南低碱煤及混煤燃烧过程细颗粒物的排放特性进行了研究,对其燃烧生成的颗粒物粒径分布、生成浓度、元素组成进行了分析,获得了高碱煤中Na,K,Mg,Ca,Fe在细颗粒物中的分布及对细颗粒物生成特性的影响。结果显示:高碱煤燃烧生成的细颗粒物主要由Na,K,Mg,Ca的硫酸盐和氧化物组成;低碱煤燃烧产生的细颗粒物量明显减少;同时发现了低碱煤的掺烧有明显降低细颗粒物生成量的协同效应,Ca,Fe在混烧降低PM_(10)过程中起到了重要作用。     

生物质/烟煤粉体燃料在空气分级燃烧下NO排放特性研究

为了对小型生物质/煤粉工业锅炉低氮燃烧提供理论指导,采用两段式滴管炉试验系统模拟粉体工业锅炉热态环境,研究了生物质与煤在不同配风燃烧方式下的NO排放特性,考察了掺混生物质种类、生物质质量掺混比、配风比、过量空气系数等因素对NO排放量、燃料氮转化率以及对燃烧效率的影响。结果表明:在分级配风和单级供风条件下,煤粉掺烧生物质粉都有助于降低燃料氮向NO的转化率。相对于单级供风,分级配风可以降低燃料氮向NO的转化率,且存在NO排放最低的最佳配风比。但分级配风对燃料燃尽有负面影响,分级配风对粉煤燃尽的影响程度要大于对生物质粉的影响程度。对于分级配风和单级供风,增加过量空气系数有助于各种燃料的燃尽,但各燃料氮转化率均随过量空气系数的增加而上升。     

大屯热电厂原料煤掺配工程方案设想

循环流化床锅炉掺烧煤泥是处理煤泥等低质煤的有效手段之一,为了解决大屯热电厂燃煤供应中存在的环保风险及运输成本增高等问题,大屯热电厂急需建设与生产能力配套、高效环保、安全可靠的原料煤掺配工程。结合大屯热电厂的煤源、煤质、机组耗煤量、燃料运输等介绍其现有输煤系统,从厂区总平面布置、工艺选择、主设备技术条件、工艺布置、经济效益预测等构建大屯热电厂原料煤掺配工程方案设想,并从煤泥的掺烧方式、煤泥掺烧对循环流化床锅炉的影响、煤的干燥方法、工艺流程等方面重点阐述工艺选择。由分析表明,大屯热电厂原料煤掺配工程拟选用煤泥干燥后进行掺烧的方式并以自有蒸汽作为热源,煤泥和洗混煤采用旋翼式强制流态化干燥,干燥后与混煤进行配煤,接入大屯热电厂现有筛碎系统。大屯热电厂原料煤掺配工程的建设基于"五型"新大屯的发展愿景和目标,是上海能源公司转型发展期重点建设项目,可体现电力整合带来的新效应。原料煤掺配工程的建设有利于提高资源利用效率,减轻矿区生态环境污染,提高燃煤供应的可靠性,降低燃料成本及增加热电厂经济效益。     

半焦燃烧及煤热解燃烧耦合试验研究

为了考察冷半焦、预热半焦及煤热解燃烧耦合所产半焦在循环流化床中的流态化特性和输运特性、燃烧特性及污染物原始排放特性,在循环流化床热解燃烧耦合试验台上进行了冷半焦燃烧、预热半焦燃烧及煤热解燃烧耦合试验研究。研究结果表明,3种类型半焦在燃烧炉炉膛内的流态化特性较好,0~4 mm的预热半焦和粒径0~4 mm煤热解所产半焦均能顺畅通过热解炉与燃烧炉之间的输运通道进入燃烧炉;半焦燃烧时能在燃烧炉炉膛内形成上下均匀的温度场,且随一次风率增大,温度分布更均匀;3种类型半焦的燃烬特性较好,燃烧效率都在99.68%以上;随燃烧炉温度升高,N2O排放值减少,NOx和SO2排放值增加,随二次风比例增大,NOx的排放值降低,SO2排放值升高,N2O的排放值变化不明显。