影响超细煤粉再燃NOx排放的研究进展

超细煤粉再燃技术是一项清洁、高效的新型燃烧技术,具有稳燃效果好、燃烧效率高、NOx排放低、综合经济性高等优点.阐述了超细煤粉再燃还原NOx的机理,对影响超细煤粉再燃NOx排放的因素如细度、投入量、煤种、再燃温度、再燃区停留时间等进行了分析,着重介绍了世界各国对超细煤粉再燃降低NOx排放研究的进展情况.     

采用再燃技术降低锅炉Nox排放的工程实践

概述低NOx再燃技术在我国的试验研究及工程应用情况。通过试验台试验和数值模拟计算，并结合现场试验，为改造工程提供了最优化的方案，使工程应用达到了预期效果。将天然气作为再燃剂应用在一台50MW机组锅炉上，取得了NOx排放质量浓度降低44％的效果（天然气体积分数为15．6％）；将细煤粉作为再燃剂应用在一台65t／h煤粉炉上，取得了NOx排放质量浓度降低56．5％效果（再燃燃料质量分数为20％），成功实现了低NOx再燃技术在我国的工程应用。再燃技术的整个系统结构简单、运行操作方便、投资费用和运行成本都相对较低。实践证明，低NOx再燃技术是适应我国国情的高效低NOx燃烧技术，具有一定的应用前景。     

低NOx燃料分级燃烧技术应用探讨

针对低NOx燃料分级燃烧技术应用效果不佳的问题,分析了影响再燃技术NOx降低率的几个主要因素,以及提高再燃技术NOx降低率的措施及其所受到的限制.分析认为,提高炉膛高度和采用新三区低NOx燃烧技术方案是进一步发展低NOx再燃烧技术的主要途径.     

超细粉再燃技术中HCN对NO_x的生成和还原的影响

为给出超细粉再燃技术中HCN对NOx生成和还原的影响,对CRF炉中褐煤的常规燃烧和超细粉再燃进行了数值模拟。结果显示,褐煤作为再燃燃料的超细粉再燃技术有效地降低了出口NOx的排放,与常规燃烧相比脱除率达到58.2%～72.52%。再燃区过量空气系数变化的超细粉再燃工况,再燃区中NOx还原率越高,再燃区HCN等其他含氮组分的反应率越高,越有利于降低出口NOx的排放。     

燃煤锅炉低NOx燃烧技术的研究与应用

结合当前国际上燃煤锅炉低NOx燃烧技术研究的主流方向，介绍了空气分段燃烧和气体再燃技术降低NOx排放的原理。对某电厂300MW机组四角切圆燃煤锅炉进行了空气分段低NOx燃烧系统改造，NOx减排效果达42％；对某电厂50MW燃煤锅炉进行石油气再燃实炉改造示范，NOx减排效果可达61％，证实了这两种技术对降低燃煤锅炉NOx排放的有效性。     

部分气化煤制气再燃低NO_X燃烧技术气化方案探讨

燃料分级燃烧技术可以使NOx的排放量降低50％～80％,而且设备简单、容易实施、运行费用较低,是很有发展前途的低NOx燃烧技术之一。针对我国现有电厂大多以烧煤为主,文章介绍了煤粉部分气化煤制气再燃降低NOx排放技术,从提高再燃区内还原NOx的效果角度考虑,气体作为再燃燃料更为合适。研究了该技术的气化方案,分别对气化剂的种类、气化温度、气化压力、气化炉型的选择做了分析。在获得低NOx排放的同时,解决气体燃料供应不足的障碍。     

采用再燃技术的电站锅炉炉膛热力计算方法研究

在燃煤粉电站锅炉各种低NOx燃烧技术中,燃料分级燃烧(再燃)技术是降低NOx排放的有效方法之一。根据采用再燃技术的炉膛燃烧与放热特点,对已有的炉膛分区段热力计算方法进行了改进,将主燃烧区和再燃区作为两个主要放热区段,推导了采用再燃方式的炉膛热力计算方程式,并给出了某200 MW燃煤粉锅炉炉膛的校核热力计算示例。     

通过再燃降低炉膛NO_x技术中再燃燃料制备问题探讨

燃料再燃是降低NOx的一项新技术。其原理是炉膛内已经生成的NOx遇到CHi、未完全燃烧产物CO、C和未完全燃烧中间产物HCN、CNNHi基团时，会被还原为N2。再燃技术实施时，一般将炉膛分为3个燃烧区域：主燃烧区、再燃区和燃尽区。80％左右的燃料进入主燃烧区，在过量空气系数人于1条件下燃烧，生成一定量的NOx。其余20％左右的燃料作为再燃燃料送入再燃区。     

四角切圆煤粉炉天然气再燃烧技术的试验研究

在一台按1∶12.5比例建造的50MW机组切圆燃烧煤粉锅炉冷模试验台上对煤粉燃烧射流、天然气再燃射流、燃尽风射流的混合特性进行了试验研究,并对射流间的混合特性进行了计算机数值模拟。在此基础上,在四川江油电厂50MW机组的6号炉上首次完成了天然气再燃脱氮的实炉试验。结果表明,利用冷模试验研究与计算模拟的方法对切圆煤粉炉天然气再燃技术进行系统设计合理;在燃用劣质贫煤(热值约17MJ/kg,灰分约41%)的切圆煤粉炉上,采用前后墙对冲喷射天然气及OFA的再燃脱氮技术是可行的。当天然气热值为15.6%时,NOx的降低率为42.7%。     

气体再燃低NOx排放试验研究

在一台具有空气分离、燃料分级燃烧等多用途的一维热态试验台上,研究了天然气再燃燃烧过程中停留时间、空气过量系数、温度、煤种等一些关键因数对NOx释放规律的影响。结果表明：提高再燃区停留时间有利于降低NOx的排放,其最佳停留时间为0．6s;再燃区过量空气系数存在一个最佳值(0．8～0．9);脱氮效率随着再燃量的增加而增大,随着再燃区温度的增加而增大;对于不同煤种,均能起到显著的降低NOx排放作用;试验室的脱氮率为70％～80％,NOx的排放浓度可在200mg／Nm^3以下。     

燃气发电的发展及其对电网调峰和经济性影响研究

中国燃气电站大规模发展面临气源、气价和系统调峰等多种约束,需要深入研究气电发展及其对电网调峰和经济性的影响。提出了燃气电站规划研究的原则和方法,以系统电力供应总成本最小为目标,以电力电量平衡、燃气等能源供需平衡、系统建设和运行等各种要求为约束条件,研究总体电源规模和结构,包括燃气电站建设规模。在此基础上,综合考虑燃气电站前期工作进展情况、气源落实情况以及系统调峰平衡状况,提出地区电网燃气电站推荐装机容量并进行经济性分析,为地区电网制定燃气电站发展规划提供参考。     

基于统一潮流建模及灵敏度分析的电-气网络相互作用机理

随着燃气轮机和电转气技术的发展,电网和天然气网的耦合程度不断加深,两者之间的相互影响受到了密切关注。从潮流算法与灵敏度分析两方面针对现有电-气网耦合机理研究的不足进行改进。首先,建立了电网-天然气网统一潮流模型,并采用变量压缩的方法简化了方程维数,基于管存模型考虑了天然气传输的慢时间尺度特性。同时,为避免传统牛顿法应用于天然气网潮流求解对状态初值选择的敏感性,提出采用牛顿下山法对统一潮流模型进行求解。其次,基于灵敏度分析并以电-气耦合节点气压-注入功率灵敏度为关键表征量,提出用于电网-天然气网耦合作用机理分析的综合灵敏度指标,以期为2个网络联合运行提供决策帮助。算例分析验证了所提算法的有效性,综合对比探究了燃气轮机和电转气耦合环节下电网-天然气网的相互作用特性,并验证了天然气网的管道存储特性在应对系统扰动时的积极作用。     

含DFIG风电场电-气耦合系统的概率连续混合潮流方法及其负荷裕度分析

针对含双馈感应式风机(DFIG)风电场电-气耦合多能流系统的最大负荷裕度及其耦合影响问题,考虑天然气管网的动态特性,建立考虑DFIG稳态模型和能源路由器(EH)的含参连续混合潮流模型;采用随机响应面法(SRSM)拟合DFIG出力,结合预估-校正及电-气系统耦合交替迭代获取电力系统负荷节点的有功功率-电压曲线、天然气系统流量-气压曲线及其负荷裕度期望值;定义电压-负荷、气压-流量灵敏度,可分别跟随电力系统负荷节点有功功率-电压曲线、天然系统气流量-气压曲线的获取,定义电-气耦合环节中天然气系统节点压强-EH节点注入电功率和电力系统节点电压-EH节点天然气注入流量灵敏度,从而定量评估电-气耦合下电力系统、天然气系统和电-气耦合环节的薄弱节点及EH耦合程度。含DFIG风电场的IEEE 14节点电力系统和22节点天然气系统通过11个EH耦合而成的电-气系统的算例仿真结果验证了所提模型、算法和所定义负荷裕度灵敏度指标的正确性和有效性。     

基于交替方向乘子法的电-气互联系统分布式协同规划

逐渐增多的燃气机组和日益发展的电转气技术使得电力、天然气系统的耦合愈加紧密,因而对电力、天然气系统的规划也需要考虑两个系统的耦合作用。目前中国的电力系统、天然气系统分属不同的投资决策主体,两个系统通常只进行部分信息交互。针对这一特点,基于交替方向乘子法构建了电-气互联系统的分布式协同规划算法。首先考虑电力系统和天然气系统的相关运行约束,建立了以燃气机组、电转气为耦合元素的电-气互联系统的集中协同规划模型;其次,采用交替方向乘子法在电力系统源、网协同规划子问题和天然气网络规划子问题的基础上,通过耦合变量的信息传递,构建了两个子问题交替迭代求解的机制。最后以修改的IEEE 39节点电力系统和比利时20节点天然气系统所构成的电-气互联系统为例,说明了所提方法的可行性和有效性。     

气网动态潮流下多能源网与能量枢纽的联合调度

天然气系统与电力系统的时间响应特性之间存在显著差异,若在综合能源系统优化调度模型中进一步融入天然气系统动态潮流模型,则能够更精确地描述其实际运行状态。为此,建立了考虑气网动态过程的电力-天然气耦合系统,该系统基于能量枢纽相耦合,并在能量枢纽中引入考虑负荷特性的需求响应模型,提出了考虑需求响应的多能源网与能量枢纽的联合优化调度方法。通过对网络模型与能量枢纽模型进行线性化处理来降低模型复杂度,并采用分解求解法进行多能流潮流计算。以含有2个能量枢纽的综合能源系统为算例进行仿真分析,结果表明考虑气网动态潮流的模型能更准确地描述实际运行状态,且考虑需求响应对于降低峰谷差、提高经济效益效果显著。     

考虑相依特性的电-气互联网络故障评估方法

随着电网和天然气网的耦合程度不断加深,电网与天然气网间的相依特性引发了新的系统安全运行问题,增加了电-气互联网络发生连锁故障的风险.为此,提出了一种考虑电网与天然气网间相依特性的电-气互联网络故障传播的影响分析方法.分析电-气互联网络的相依特性以及故障在两网间的传播机理;基于此分析电网与天然气网不同耦合程度下故障在两网间的传播特性;进而建立计及天然气网慢动态特性的电-气互联网络准稳态潮流模型,从系统供能效率与供能可靠性角度,采用负荷损失率和全局网络效能损失率指标评估分析电-气互联网络的故障传播及其对系统运行的影响,以此构建电-气互联网络连锁故障评估模型.     

以天然气为燃料的热电冷联产系统应用模式分析

文章分析了热电冷三联产是合理利用天然气的理想方式,阐述了几种天然气热电冷联产系统的运行方式与特点,包括基于燃气机、燃气轮机、联合循环和燃料电池的热电冷三联产系统。根据国内外天然气热电冷联产系统的研究与应用现状,指出今后相当长时间内该系统在我国经济发达地区具有很好的应用前景,并对未来的主要研究方向作了一些有益的探讨。     

电力-天然气网络耦合系统研究综述

随着新能源装机比例的不断提升,燃气轮机平抑新能源波动性作用越发凸显,由此带来供电供气的一系列问题,越来越需要将电网和气网协同考虑。电转气技术将原来单向耦合的气—电混合系统转换为双向耦合。对涉及的天然气系统建模的普遍性、共通性问题进行了阐述,着重介绍了电力系统和天然气系统的协同优化研究,主要包括仅依靠燃气轮机作为能源接口的双网单向耦合系统研究进展和包含电转气的双网双向耦合优化研究情况。此外,对含电转气装置的电网和天然气网络耦合系统在国内外的实际工程应用情况进行概述,最后对今后双网耦合系统需要深入研究的问题进行了初步展望。     

基于碳交易机制的电—气互联综合能源系统低碳经济运行

燃气轮机等发电技术为低碳电力提供了一条有效途径,"能源互联网"的提出也使得天然气网络与电力网络的联系更加紧密。文中提出了一种电—气互联综合能源系统的联合经济运行模型,并引入碳交易机制,以综合能源系统发电能源成本与碳交易成本之和最小为目标函数,综合考虑了天然气网络和电力网络的安全约束。采用修改的IEEE 30节点电力网络与比利时20节点天然气网络进行算例分析,通过燃气轮机建立两个网络之间的耦合,分析比较了基于碳交易机制的电—气互联综合能源系统和单纯火电机组电力系统低碳经济模型下的运行状态,验证了所提出模型的有效性。最后,分析了碳交易价格、天然气价格及天然气网络约束对系统运行的影响。     

广东电网天然气发电的相关问题及对策

广东省国民经济发展速度长期高于全国平均水平,电力需求的增长尤其迅速。广东省一次能源资源匮乏,加剧了供电紧张。按照国家部署,"十二五"到"十三五"期间有大量的天然气到达广东。天然气项目一般都要执行照付不议的合同,因此天然气发电对大型管道天然气项目和液化天然气项目有着重要的支撑作用。天然气发电具有环保、启停速度快等优点,因此,适当发展天然气发电不仅可以调整广东电网的电源结构、增加电力供应,而且有利于系统调峰。分析了广东天然气消费结构和发电能源结构,指出了在广东电网内天然气发电的优缺点及存在的问题,提出了广东电网在调峰需求下发展天然气发电的对策。