1 000 MW超超临界锅炉燃烧优化调整对NOx排放及锅炉热效率的影响

为了控制NO_x排放,在3 100 t/h锅炉上进行了燃烧优化调整试验。通过调整二次风配风方式、主燃烧器上方的OFA风门开度、锅炉运行氧量、燃烧器与燃尽风摆角开度、燃尽风率和磨煤机的投运方式等因素,研究不同工况下炉膛出口NO_x浓度及锅炉热效率变化规律。试验表明:不同的配风方式下,束腰配风工况的锅炉热效率最高,炉膛出口NO_x排放量最低。主燃烧器上方的OFA风门开度在0%~25%之间变化时,炉膛出口NO_x浓度随着OFA风门开度的变大呈下降趋势;OFA风门开度在25%~100%之间变化时,炉膛出口NO_x浓度随着OFA风门开度的变大呈上升趋势;而OFA风门开度在0%~100%之间变化时,膛出口CO的浓度随着OFA风门开度的变大呈下降趋势。锅炉运行氧量变化对燃烧器区域火焰的平均温度影响较小,随着运行氧量的增加,锅炉热效率先升高后降低,而燃料型NO_x的生成量是随着运行氧量的增加而急剧增加的。在实际运行中,燃烧器的摆角向下倾斜,燃尽风的摆角向上倾斜能够延长火焰中心,防止主燃烧区局部高温发生,可以有效的抑制热力型NO_x的产生。在燃尽风率分别为10%、15%、20%和25%时,炉膛出口CO浓度和飞灰中的含碳量随着燃尽风率的升高而增加,炉膛出口NO_x浓度和锅炉热效率则随着燃尽风份额的增加而降低。     

1000MW塔式锅炉中低负荷下低NO_x排放优化

针对大型燃煤锅炉在中低负荷下普遍存在的炉膛出口NO_x质量浓度偏高的问题,对某台1 000 MW超超临界塔式锅炉炉内流动、传热、燃烧及污染物排放特性进行了数值模拟研究.通过改变周界风挡板开度及适当降低运行氧体积分数,对该锅炉中低负荷下NO_x质量浓度高的问题进行优化.结果表明:模拟结果与现场试验数据符合得较好;中低负荷下,减小周界风挡板开度,燃烧初期化学当量比减小,炉膛出口的NO_x质量浓度相应下降,70%和50%负荷时分别下降了31.2%和17.0%;适当降低运行氧体积分数,NO_x质量浓度有一定的降低,同时煤粉燃尽情况基本不变.     

锅炉风箱二次风流量分配对燃烧特性的影响

为了研究风箱二次风流量分配特性及其对锅炉燃烧特性的影响,在不同二次风风门开度工况下对一台600 MW超临界前后墙旋流对冲锅炉进行数值模拟。结果表明:在相同的二次风风门开度下,各燃烧器流量分配呈现出中间大、两边小的不均匀特性;随着二次分风风门开度减小,燃烧器流量分配不均匀特性逐渐增强,当二次风风门开度由100%减小到40%时,燃烧器之间的流量偏差系数由3.51%增加到6.17%;沿炉膛宽度方向,中心区域氧体积分数较高,两侧区域氧体积分数较低,靠近两侧墙燃烧器的煤粉未燃尽部分是锅炉煤粉未燃尽部分的主要来源;二次风流量分配不均匀性越大,飞灰含碳量、烟气中CO质量分数和炉膛出口NO_x质量分数越大;燃烧器流量分配不均,锅炉燃烧效率下降。     

对冲旋流燃烧锅炉侧墙水冷壁近壁区还原性气氛分布特性

以某660 MW超临界对冲旋流燃烧锅炉为研究对象,采用现场试验和数值模拟相结合的方法,考察了不同运行工况下锅炉侧墙水冷壁近壁区还原性气氛的分布特征,分析了机组负荷、运行氧量、燃尽风开度及燃烧器二次风配风方式等燃烧调整手段对侧墙水冷壁近壁区烟气中O_2体积分数、CO体积分数、H_2S质量浓度以及脱硝入口NO_x质量浓度的影响.结果表明:负荷越高,侧墙近壁区还原性气氛越强,高温腐蚀主要发生在高负荷工况下;提高运行氧量、降低燃尽风风量,虽可提高侧墙水冷壁近壁区烟气中O_2体积分数,但提高幅度有限,且影响NO_x质量浓度;提高靠近侧墙燃烧器的二次风量,降低二次风旋流强度对侧墙近壁区烟气组分的影响并不明显.     

1000MW机组燃烧调整对NO_x排放影响

在1 000MW机组锅炉上进行了燃烧调整试验,通过改变过量空气系数、机组负荷、燃尽风率和配风方式,对烟气NO_x的排放规律进行了研究。结果表明:随着过量空气系数的增大,NO_x排放浓度显著增大,锅炉排烟热损失呈上升趋势,飞灰含碳量呈下降趋势。锅炉负荷对NO_x排放的影响主要来自燃料量、炉膛温度、氧浓度等多方面因素的综合影响,随着锅炉负荷下降,过量空气系数增大,烟气NO_x排放浓度呈缓慢下降趋势,单位质量燃料的NO_x转化率有所升高。增大炉膛的燃尽风率可显著降低烟气NO_x排放浓度。在燃尽风率较低的燃烧工况下,NO_x排放浓度对燃尽风率的变化尤为敏感。与均等配风方式相比,束腰配风方式可降低炉膛主燃料区的氧浓度,使烟气NO_x排放浓度下降。     

前后对冲旋流燃煤锅炉CO和NO_x分布规律的试验研究

针对某电厂600MW超临界机组前后对冲燃煤锅炉CO排放质量浓度较高且局部易出现峰值、沿炉膛宽度方向左右侧偏差明显、在不同O2体积分数下变化较大的现象,通过现场试验分析了O2体积分数和燃尽风风量对CO和NOx排放质量浓度的影响,提出了降低CO排放质量浓度的调整控制措施.结果表明:该电厂前后对冲旋流燃煤锅炉的CO排放质量浓度较高是由于配风不均而造成的;关小侧燃尽风二次风挡板开度及燃尽风二次风和三次风挡板开度,有利于降低CO排放质量浓度;综合考虑CO和NOx排放质量浓度的变化趋势,运行O2体积分数为3.0%时较为合适.     

低氮燃烧器改造后机炉协调系统控制策略的研究

针对低氮燃烧器改造后机组不能满足电网自动发电量控制(AGC)控制要求的情况,对锅炉燃烧特性、机炉协调系统的调节品质以及AGC控制的响应性进行了研究,主要分析了炉膛氧体积分数、分离燃尽风(SOFA)挡板开度、周界风挡板开度、二次风挡板开度对NO_x生成的影响以及一次风量控制对机组响应性的影响,在此基础上对机炉协调系统进行了优化设计和调试.结果表明:经过优化后的机炉协调系统控制策略不仅实现了AGC控制的稳定运行,而且保证了AGC控制中对精度的要求和响应性的要求,现已成功应用在多台低氮燃烧器改造的机组上,表明了该控制策略具有推广性和复制性.     

660 MW超超临界二次再热燃煤锅炉运行特性试验研究

针对某660 MW超超临界二次再热旋流燃烧锅炉投产后锅炉燃烧均衡性较差,锅炉热效率和一、二次再热汽温偏低,NO_x排放质量浓度偏高等问题,通过改变O₂体积分数、煤粉细度、一次风量、外二次风挡板开度、异层燃烧器风量分配方式、燃尽风直流风水平摆角和燃尽风量等参数对其进行了性能优化试验研究。结果表明：通过提高O₂体积分数运行和磨煤机动态分离器转速,以及合理设置外二次风配风方式、燃尽风直流风水平摆角及燃尽风风门开度,有效降低了灰、渣碳质量分数和CO排放浓度,提高了一、二次再热蒸汽温度。在各影响因素中,同层煤粉燃烧器外二次风风门开度和燃尽风直流风水平摆角的配置,对锅炉燃烧均衡性的影响至关重要;运行O₂体积分数和燃尽风量大小对NO_x排放影响最大。通过综合优化调整,锅炉性能得到明显改善,各项主要性能参数均达到或优于设计值。     

超临界压力W火焰锅炉运行方式对炉内热负荷影响的试验研究

对某600 MW超临界压力W火焰锅炉炉膛水冷壁壁温进行了测量,获得了炉膛水冷壁热负荷分布,调整锅炉运行方式(如磨煤机投运方式、前后墙的总风门挡板开度、煤粉细度和三次风风门挡板开度等),测量并计算炉内热负荷.结果表明:煤粉细度对炉内热负荷几乎没有影响;前后墙总风门挡板开度会影响炉内火焰行程,应该采用"前墙压后墙"的运行方式;三次风风门挡板开度变化会改变上、下炉膛热负荷的分布;不投运的磨煤机所对应区域的热负荷明显下降.     

锅炉二次风挡板特性试验数据处理方法与应用

建立了锅炉二次风箱到炉膛出口的压降计算模型,基于该模型,给出锅炉二次风挡板特性冷态试验数据的处理方法:挡板在100%开度下的阻力系数作为已知常数,采用该开度状态下二次风箱到炉膛出口压降的试验结果,确定炉膛阻力系数;再利用其它挡板开度下的试验数据,得到挡板不同开度下的阻力系数。根据炉膛和挡板的阻力系数以及风箱-炉膛差压测量值,可以确定热态运行时各个二次风喷口的风速,这使得对炉内风粉分布的监测成为可能,对于低NO_x燃烧系统,炉内风粉分布监测和调整是优化锅炉燃烧,减少汽温波动的重要手段。