CFB锅炉热效率与环保特性及可靠性分析

为准确评价循环流化床(CFB)锅炉的运行经济性与可靠性,对10余台已投运的100～300 MWCFB锅炉的热效率、污染物排放特性及可用率进行了统计分析。分析结果表明,在燃用相同煤质的煤时,CFB锅炉热效率不低于煤粉锅炉。通过飞灰可燃物与煤指数的关系曲线,提出了降低难燃煤种飞灰可燃物的CFB锅炉设计方法。CFB锅炉具有良好环保特性,燃用高硫煤时其脱硫效率最高可达97.5%,NOx排放值一般小于200 mg/m3(标)。对影响CFB锅炉脱硫效率和可用率的因素进行了分析,提出了技术对策。     

低挥发分水煤浆燃烧特性及其在燃油锅炉上的应用

通过热重分析研究对比了一种精煤水煤浆和一种低 挥发分水煤浆的燃烧特性。结果表明,精煤水煤浆样品的着火和燃尽温度均低于低挥发分水煤浆,其着火、稳燃综合指数Rw高于低挥发分水煤浆。利用220 t/h燃油改水煤浆锅炉试烧该低挥发分水煤浆样品,得到炉内温度、火焰黑度分布规律以及排烟成分特征,发现主要运行参数基本达到设计 燃料数值,能够满足锅炉和机组运行要求,但锅炉燃烧效率和热效率均比设计值低。可通过调风等措施提高锅炉效率。燃料燃烧特性的热重分析结果与实际锅炉燃烧测试结果较吻合,为大型电站锅炉燃用低挥发分类水煤浆提供了借鉴和参考。     

CFB锅炉燃烧生物质及RDF燃料的广谱污染物排放研究

在热功率1MW的CFB燃烧试验台上对3类生物质和垃圾衍生燃料(refuse derived fuel,RDF)成型燃料进行试烧试验,对循环流化床锅炉燃用生物质及RDF燃料时污染物的排放特性进行了研究。结果表明:试验燃料NO_x排放浓度随温度和氧量的升高而增大。随着炉膛燃烧温度的升高N₂O排放量明显降低。设计燃料在床温860℃左右时,其SO₂排放量最低,自脱硫效率最高;脱硫效率随着Ca/S的增加而升高,到一定程度后,增长的速度趋缓;设计燃料按Ca/S=1.5添加生石灰粉脱硫,炉膛平均燃烧温度为880℃左右时,脱硫效率最高。试验典型工况烟气中二恶英类以及飞灰、底渣中的二恶英含量均满足国家的排放标准要求。     

600MW机组四角切圆燃烧锅炉掺烧褐煤技术分析

某600 MW机组四角切圆燃烧锅炉设计燃用煤种为晋北烟煤,而掺烧的褐煤属于极易着火、极易燃尽、但结渣及沾污严重的煤种,煤的全水分较高,这些特性对锅炉制粉系统、燃烧方式等均提出了特殊的要求。对此,进行了褐煤掺烧的试验及技术分析,将褐煤与平六煤按1:1混配。结果表明,掺烧燃尽度变化不大,排烟温度上升幅度较小,炉膛水冷壁及大屏结渣变化不明显,而空气预热器腐蚀减轻。     

生物质气与煤混燃锅炉燃烧性能模拟研究

为了分析生物质气与煤混合燃烧对锅炉燃烧过程以及运行性能的影响,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,对不同煤种与含水率为20%的松木气化合成气的混燃过程以及燃烧产物排放特性进行研究,得到了在不同生物质气掺烧比例下的锅炉最高燃烧温度、排烟体积、排烟温度、锅炉效率以及燃烧产物的变化规律。结果表明:在锅炉输入总热量不变的情况下,随着生物质气掺烧比例由0%增加到30%,混烧后的最高燃烧温度随着煤种质量的降低而降低,但排烟温度逐渐增大;烟气飞灰减少,机械未完全燃烧热损失减小,导致锅炉效率逐渐增加。     

印尼煤与国内煤掺烧试验研究

采用一维试验炉和着火试验炉,对2种印尼煤与大同煤、准格尔煤、神华煤、平朔煤、兖州煤进行掺烧试验研究,分析其掺烧特性。结果表明:2种印尼煤的着火温度较低,属于极易燃烧煤种,与国内煤掺烧时,可以降低国内煤活化能,从而改善国内煤着火温度;2种印尼煤燃尽率均较高,低热值印尼煤不宜与低挥发分煤种掺烧,高热值印尼煤掺烧时,燃尽率与掺烧比例存在最优值;2种印尼煤都有较强的结渣倾向,掺烧低结渣倾向煤种可以有效改善其结渣状况。     

高温型CFB锅炉关键技术与设计方案研究

为提高燃用难燃煤种的循环流化床（CFB）锅炉的燃烧效率,提出了高温型CFB锅炉的技术概念,建立了高温型CFB试验研究平台,在该CFB试验台上研究了难燃煤种的高温燃烧及污染物排放特性。试验结果表明,炉内燃烧温度提高可较明显地降低难燃煤种的飞灰可燃物质量分数,提高燃烧效率;但随着运行床温的升高,脱硫效率下降,NOx排放值有所增加。在试验研究的基础上,对高温型超超临界660 MW CFB锅炉技术方案进行了设计研究,并对锅炉方案中的6个旋风分离器的灰颗粒流量分配特性进行了数值模拟,确定了旋风分离器的优化布置方式,为后续的高温型超超临界660 MW CFB锅炉结构设计及工程应用奠定了技术基础。     

动力煤中水分和灰分对锅炉运行经济性影响比较

理论计算和锅炉煤种掺烧试验均表明,掺烧发热量相同的煤种时,燃用高水分煤种的锅炉效率比燃用高灰分煤种的锅炉效率高。因此,在保障电厂燃烧安全的前提下,通过掺烧、配煤方式,提高燃用高水分低灰分煤种的比重,可以达到提高燃用效率和节能减排的目的。     

两种煤成灰特性对比试验研究

为分析某循环流化床锅炉纯烧一种南非煤时无法实现满负荷运行的原因,利用热重及静态燃烧结合冷态振筛的方法将该南非煤和淮北烟煤进行燃烧和成灰特性对比试验。结果表明,南非煤发热量高、着火温度低、燃尽时间短、成灰量少且易成细灰;同等粒径的2种原煤在相同的成灰条件下,南非煤成灰的平均粒径明显偏细,细灰(≤91μm)质量份额高于40%,淮北烟煤低于20%;原煤粒径增大,南非煤成灰平均粒径变化不大;原煤粒径超过4 mm后,淮北烟煤成灰平均粒径显著增大。南非煤的成灰特性可能是此锅炉密相区超温、不能满负荷运行的原因,可从提高旋风分离器分离效率、添加辅助床料及采用飞灰回燃技术等方面着手改进。     

低挥发分煤燃烧特性及NO_x生成规律的试验研究

利用热天平对低挥发分煤的燃烧过程进行了研究,确定了低挥发分煤的燃烧特性。采用固定床反应器,系统研究低挥发分煤的NOx释放规律。试验结果表明:低挥发分煤的着火温度较高,可燃性较差,稳燃和燃尽性能尚可。随着温度的升高,低挥发分煤的NOx转化率随之降低;对于低挥发分煤而言,存在一个最佳粒径,在此粒径下煤种的NOx转化率最小,不同煤种的最佳煤粉粒径各不相同;当氧浓度增大时,煤种的NOx转化率也相应增加。试验结果与实际锅炉燃烧情况比较吻合,对于锅炉燃烧过程中NOx的控制有一定的参考意义。     

半焦着火性能评价指标在电站锅炉上的应用

半焦为煤的衍生品,具有燃煤的特性,但其燃烧特性又与典型的燃煤有所不同。为了全面掌握半焦作为动力用煤的燃烧性能,将10余种半焦的煤质特性和燃烧性能与原煤进行了比对分析及相关性研究。结果表明,半焦的着火温度低于相同挥发分的常规煤种,其着火性能受原煤煤种影响较大,并与挥发分含量具有较高的相关性。据此,给出了半焦煤粉气流着火温度(IT)的相关拟合公式和着火性能判别的简易指标,可为半焦锅炉设计及现役锅炉掺烧提供参考。     

淮南煤的燃烧特性及其在电站锅炉应用前景研究

利用沉降炉和热分析方法对淮南矿业集团代表性煤样进行了着火、燃尽、结渣、排放特性研究,并分别在300MW和600MW机组锅炉进行了煤种适应性试验。试验表明,淮南煤具有容易着火、燃尽、不易结渣、极低SO2和低NOx排放的特性,非常适合大型乏气送粉燃煤锅炉的燃用。对于东部省区电厂而言,淮南煤是一种低煤价、低排放、高经济性和安全性的煤种。     

电站锅炉多煤种混煤掺烧适应性研究与实践

对湖南省内主要燃用煤种进行实验室研究,发现其单煤及混煤的燃烧特性、可磨性等煤质参数的变化规律。针对不同炉型、不同制粉系统型式、不同煤种开展大量的混煤掺烧优化试验,得出确保锅炉燃烧稳定和提高锅炉燃烧效率的优化思路,提高锅炉的煤种适应性。     

煤的自脱硫性能在1 MW th循环流化床燃烧试验台上的试验研究

在采用循环流化床(CFB)锅炉燃烧含硫量较低的难燃煤种时，往往不需要设置石灰石制备给料系统，SO2就能达到国家排放要求。在此，煤的自脱硫性能对于降低SO2的排放非常重要。分析了影响煤自脱硫性能的各种因素，通过试验煤种在lMWth(CFB)燃烧试验台上的试烧，得出煤自脱硫效率随床温的变化关系，并对此进行了分析。试验结果对于深入了解煤的自脱硫性能有重要意义。     

低挥发份煤在电站中高效洁净燃烧

低挥发份煤种（如无烟煤、半无烟煤及贫煤）的挥发份含量相当低，灰份，或水分有时候却相当高。由于这类煤在着火，稳燃和燃烬上存在相当的困难，常规煤粉炉和燃烧器，一般很难烧它。烧用这种煤的常规锅炉效率不高，飞灰碳量高。锅炉的负荷调节性能较差，无油助燃最低负荷较高。低挥发份煤种燃用时对环境的污染比起烟煤要严重。其氮氧化物（ＮＯｘ）的排放量比起同型燃用烟煤的煤粉炉要高很多。根据中国政府的能源政策，电站锅炉要多烧这一类低挥发份的煤种。要成功烧好这类煤，强化着火，稳定火焰以及较长的炉内停留时间是关键的技术措施。下喷Ｗ火焰燃烧能满足这些要求。中国已投运的几台此型锅炉，大多运行良好。     

烟煤锅炉掺烧高硫煤燃烧特性试验

采用一维火焰炉和着火试验炉对神混煤与重庆能源投资集团高硫煤(能投煤)进行试验室掺烧试验,研究了掺烧比例、煤粉细度和运行氧量对混煤着火温度、燃尽率、结渣性能及污染物排放特性的影响。结果表明:随着能投煤掺烧比例的提高,混煤的着火温度提高,燃尽性能变差,结渣倾向降低,NOx、SO2排放质量浓度显著升高。在某电站锅炉现场掺烧过程中锅炉效率、结渣特性变化不大,NOx排放质量浓度略有升高,SO2生成质量浓度大幅升高,运行成本增加。     

湖南省燃煤特性及其对锅炉设计与运行调整的要求

湖南省电厂锅炉用煤大多为劣质无烟煤和劣质烟煤,燃烧特性总体上呈现出着火温度高、燃尽时间长和燃尽度低的特点.论述了以湖南煤为设计对象时,在设计煤种和校核煤种的选用上应注意的问题.并对各组成煤种的煤质进行全面分析.炉型的选择、燃烧器形式和布置方式、制粉系统的配型等应当与湖南电厂锅炉煤质的特点相适应.根据湖南煤种的燃烧特性,详尽阐述了四角切圆锅炉、"W"型火焰锅炉、对冲燃烧锅炉等不同炉型的燃烧调整原则和方法.上述分析对燃用湖南煤种的锅炉投运后的燃烧稳定性和经济性有指导意义.     

CFB锅炉燃用高硫石油焦技术研究

广州石化公司采用福斯特惠勒公司的465 t/h循环流化床(CFB)锅炉燃用高硫石油焦,锅炉采用全新的两级脱硫和两级除尘系统,即CFB+ESP+CFB半干法烟气脱硫+布袋除尘.实际应用结果表明,CFB锅炉具有很强的炉内脱硫和脱硝能力,对于含硫量为7.0%左右的石油焦,其脱硫效率可以达到96%以上;两级脱硫两级除尘装置投运以来,脱硫率>96.8%,最高可达99.4%,SO2平均排放浓度小于200 mg/m3(最低<100mg/m3),粉尘排放浓度<50 mg/m3,各项运行性能指标均优于设计要求.     

410 t/h锅炉掺烧褐煤试验研究

针对烟煤锅炉掺烧褐煤后燃烧煤种的变化,在410 t/h锅炉采用分磨、分燃烧器炉内掺烧方式,并进行制粉系统出力、煤粉特性、燃烧调整、最低负荷稳燃及锅炉效率等试验。试验结果表明,下排磨磨制烟煤、上排磨磨制褐煤为最佳,掺烧褐煤比为50%,掺烧时锅炉主要运行参数正常,在大负荷下锅炉未发生严重结焦,掺烧褐煤锅炉效率与单烧烟煤时相比略高。     

罗马尼亚罗威纳里褐煤在循环流化床锅炉中的燃烧及排放特性

罗马尼亚罗威纳里(Rovinari)超临界(21)(15)(15)MW机组循环流化床(CFB)锅炉设计燃用该地区Pinoasa煤、Rosia煤、Tismana煤,本文对这3种褐煤进行了理化分析,并在(18)MW CFB热态试验台上进行了燃烧特性、排放特性、灰渣特性等试烧研究。结果表明:设计燃料为高水分、中高硫分、高挥发分、低灰熔点、低热值的年轻褐煤,石灰石中CaCO_3质量分数为(24)(21)(13)(23)%;3种燃料采用CFB燃烧具有很好的燃烧稳定性和安全性,在设计床温下运行不存在结焦、结渣和沾污风险,同时爆裂特性较强、着火和燃尽特性优良,污染物排放低,非常适宜CFB燃烧。