1000 MW旋流对冲燃烧锅炉NOx排放特性试验研究

为了解采用OPCC旋流燃烧器、2层燃尽风布置的某1 000 MW超超临界前后墙对冲燃烧锅炉的NO_x排放特性,采用现场试验的方法对该锅炉进行了系统研究,得到燃烧器投运方式、炉膛氧体积分数、燃尽风挡板开度、燃烧器外二次风叶片角度、燃烧器内二次风挡板开度、燃烧器中心风挡板开度和燃尽风喷口外二次风刻度位置、燃烧器负荷分配方式、机组负荷及煤种等因素对NO_x质量浓度的影响。结果表明:燃烧器投运方式、炉膛氧体积分数及煤种对NO_x质量浓度的影响较大,影响幅度可达13%～20.2%;燃尽风挡板开度、燃烧器内二次风挡板开度、燃烧器负荷分配方式和机组负荷对NO_x质量浓度的影响较小,影响幅度为4%～6%;燃烧器外二次风叶片角度、燃尽风喷口外二次风刻度位置和燃烧器中心风挡板开度对NO_x质量浓度的影响微弱。     

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。     

采用缝隙式燃烧器的W火焰锅炉燃烧调整试验研究

针对某电厂采用缝隙式燃烧器的W火焰锅炉高负荷下存在的飞灰含碳量高、屏式过热器超温严重、侧墙结渣严重、排烟温度过高及炉膛前后墙出现偏烧等问题,对锅炉的配风方式和炉膛出口氧体积分数等进行燃烧调整,并提出了相应的优化运行方式.结果表明:优化后的运行方式为中间二次风开度控制在85%,两侧二次风开度控制为90%,三次风开度减小到40%,内二次风保持原工况不变,外二次风开度增大至50%,炉膛出口氧体积分数控制在3%~3.5%,乏气缩孔开度关小至30%;优化后过热器超温问题得到解决,飞灰含碳质量分数降低了7.5%左右,排烟温度降低了8K左右,锅炉效率达到设计值,燃烧经济性显著提高,有效缓解了侧墙结渣和前后墙偏烧的程度.     

1000MW超超临界锅炉燃烧调整的试验研究

对某电厂1000MW燃煤锅炉进行了燃烧优化调整试验,分析了一次风配风均匀性、煤粉细度、燃烧器配风、运行中氧的体积分数以及燃尽风率对锅炉效率的影响．结果表明：对同层燃烧器外二次风采用两端和中间开度大的配风方式可以改善由于大风箱两端进风引起的沿炉膛宽度方向氧气的体积分数偏差,随着炉内氧气的体积分数增加,锅炉的热效率先提高后降低．当氧气的体积分数在3．0％左右时,锅炉热效率达到最高．随着燃尽风率的逐渐降低,锅炉热效率和NOx排放质量浓度逐渐提高．综合考虑锅炉效率、NOx排放质量浓度以及屏式过热器管壁金属温度,在额定负荷下,燃尽风率以保持在25％左右为宜,此时锅炉热效率为93．9％,NOx排放质量浓度为306．1mg／m^3．     

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.     

对冲锅炉掺烧低水澳煤防结焦技术研究

针对某电厂两台660MW对冲旋流燃烧锅炉掺烧低水澳煤期间锅炉频繁掉焦导致炉膛负压波动较大的情况,通过对掺烧煤种进行煤灰成分分析、热重分析、飞灰粒径分析等实验分析,并结合SCR入口烟气成分分布情况和掉焦期间水冷壁壁温变化情况等参数,得出低水澳煤较高的着火和燃尽温度,以及相对难磨的特性导致实际运行时煤粉粗颗粒较多易贴壁,炉内还原性气氛强,为炉膛水冷壁易结焦的主要原因。实践证明:在制粉系统风粉调平基础上适当减少两侧粉管粉量、降低磨煤机一次风风速和煤粉细度、加深燃烧器碗形配风深度以及调整燃烧器旋流强度、中心风门开度,改变炉膛高度方向温度场等关键措施有效改善对冲锅炉掺烧低水澳煤时两侧墙区域结焦问题。     

锅炉水冷壁腐蚀、结焦问题的数值模拟研究

为了研究某350 MW前后墙对冲燃烧煤粉锅炉经低氮燃烧技术改造后炉膛水冷壁出现的腐蚀结焦问题,利用ANSYS FLUENT软件对炉膛内的燃烧状况进行了数值模拟研究。结果表明:水冷壁附近的还原性气体(CO+H_2S)的体积分数过高,约20.85%,是造成腐蚀、结焦问题的主要原因;分配调整燃尽风(OFA)风量和低氮燃烧器二次风风量,不能降低水冷壁附近还原性气体的体积分数;在保证现有运行工况不变的情况下,额外增加贴壁风口,贴壁风量为18.67 kg/s,在原腐蚀、结焦区附近形成空气保护层,能够有效地降低水冷壁附近还原性气体的体积分数至7.83%,从而有效地解决炉膛水冷壁的腐蚀、结焦问题。     

超超临界旋流燃烧锅炉低NO_x高效燃烧试验研究

针对某厂660 MW超超临界燃煤锅炉,通过变O_2体积分数、变不同层燃烧器风量分配方式、变内二次风量、变同层燃烧器风量分配方式和变燃尽风量等试验对其进行了性能优化研究。结果表明:投产后锅炉炉渣碳质量分数和CO排放体积浓度较高,但通过高O_2体积分数运行、开大内二次风量和设置合理的外二次风配风方式及燃尽风风门开度,可有效降低炉渣碳质量分数和CO排放体积浓度,其中内二次风量的影响最大;在各影响因素中,运行O_2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。     

SBS-Ⅱ型富氧燃烧锅炉数值模拟与优化

以SBS-Ⅱ型富氧燃烧中试锅炉为研究对象,对燃烧过程的反应机理和物性参数进行了分析和修正,采用数值模拟方法对炉膛富氧燃烧的流场和温度场进行了研究.结果表明:富氧燃烧下煤粉随一次风气流与二次风气流混合后的燃烧更为剧烈,26%氧分压富氧燃烧下的火焰形状和温度场分布与空气燃烧下基本保持一致,能够实现传热特性相匹配;随着到燃烧器扩口距离的增加,中心回流量呈现先增大后减小的趋势,最大回流量对应的位置基本一致,旋流强度为0.8时的回流量最大,稳燃效果明显且煤粉燃尽率较高.     

200 MW富氧燃烧锅炉配风优化数值模拟研究

以200 MW四角切圆煤粉锅炉为研究对象,采用CFD软件结合改进的辐射特性模型以及化学反应机理,对煤粉空气燃烧工况及不同氧气体积分数下的富氧燃烧工况进行了数值模拟,通过研究炉内的燃烧及传热特性,对富氧燃烧工况进行了配风优化设计。结果表明:在富氧燃烧干循环工况下炉内出现高体积分数的CO;干、湿循环工况的入炉氧气体积分数分别为28.5%和27.1%时,炉膛的总辐射传热量与空气燃烧工况几乎相同;提高下二次风的动量能有效减小冷灰斗区域的CO体积分数,采用偏转二次风技术能有效减弱壁面附近的还原性气氛。     

T型煤粉锅炉富氧燃烧的数值模拟

为研究采用富氧燃烧方式煤粉锅炉的燃烧特性,利用Fluent软件对一台T型煤粉锅炉的富氧燃烧过程进行了数值模拟,得到了一次风含氧体积分数变化时炉膛内温度场、速度场和烟气各组分物质的量浓度的分布.结果表明:富氧条件下整个炉膛温度水平高于空气助燃条件下;当含氧体积分数由21%增大至33%时,炉膛平均温度由1 413.2K升高为1 447.1K;当含氧体积分数增大至27%时,炉膛平均温度变化较明显,达到1 435.6K;当含氧体积分数大于29%时,炉膛平均温度变化不明显;变一次风风量富氧燃烧方式的含氧体积分数最佳范围为27%～29%.     

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.     

不同燃烧条件下煤粉锅炉NOx排放特性的试验研究

以1台670 t/h煤粉锅炉为对象进行了热态试验,研究了煤粉锅炉在不同燃烧条件下NOx 的排放特性.采用在线烟气分析仪对烟气成分进行分析,并通过化学分析获得了飞灰中的可燃物含量.改变二次风配风方式、炉膛出口氧量、周界风风门开度以及磨煤机组合方式等影响因素,对锅炉热效率、飞灰可燃物以及NOx排放浓度进行测量和分析,获得了可减少NOx排放并保持较高燃烧效率的合理燃烧方式:采用均等配风,炉膛出口氧量为2.25%左右,周界风风门开度为15%,采用ABC层的磨煤机组合方式.     

1 025 t/h锅炉再热器超温处理及可行性分析

针对某1 025 t/h锅炉再热器管壁超温、减温水量大的问题,通过现场试验、数值模拟和热力计算等方法,分析管壁超温和减温水量大的原因,提出燃烧调整和受热面改造方案。研究表明：该锅炉末级再热器出口管壁温度存在较大偏差,烟道中间及右侧部分管壁超温,原因在于炉膛出口的烟温偏差;通过将燃尽风由四角均匀配风调整为左侧风门开度50%、右侧风门开度100%,降低了炉膛出口左右两侧的烟温偏差,进而减小了再热器出口的壁温偏差;针对锅炉再热器、过热器减温水量大的问题,进行二次风优化调整,当二次风正塔配风时炉膛出口温度比二次风均等配风和束腰配风时有所降低,有利于降低减温水量;该炉二次风配风优化难以从根本上解决减温水量大的问题,为此提出减少再热器、过热器受热面及增加省煤器受热面的改造方案,使减温水量在不同负荷下均能满足锅炉运行要求。     

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.     

复合空气分级低氮燃烧器二次风门开度对煤粉燃烧的影响

某660 MW机组锅炉配备上海锅炉厂有限公司复合空气分级低氮燃烧器。通过对该燃烧器二次风门挡板开度的试验,得出以下结论:一次风喷口的偏置风对煤粉着火有负面影响,而其上面的辅助风能有效促进煤粉着火燃烧;周界风风量应随煤质煤量成正比例变化,否则会延迟煤粉着火;一次风喷口下层的辅助风对煤粉燃烧作用不明显。     

W火焰锅炉炉内煤粉气流着火特性研究

对一台引进的300 MW机组W火焰锅炉炉内煤粉气流的着火特性进行了研究,测试了不同二次风挡板开度及煤粉浓缩器上乏气挡板开度下燃烧器区域烟气温度分布.结果表明二次风挡板和乏气挡板的开度在不同程度上影响到炉内着火特性;虽然乏气挡板开度能影响煤粉浓缩器浓、淡两侧的气相分配,但其对煤粉气流着火的影响较二次风挡板开度弱的多,究其原因在于燃烧器喷口采用一、二次风喷口相间布置,二次风离开喷口后极易与浓煤粉气流混合,这直接影响到煤粉气流的着火.     

高效煤粉锅炉冷态空气动力场试验研究

为了给锅炉热态调整提供依据,对高效煤粉锅炉进行冷态空气动力场试验.方法 是通过锅炉冷态模化原理,模拟炉膛热态下的空气动力场.通过试验,得到一次、二次、三次风对应风速的风门开度,并绘出炉膛燃烧假想切圆的直径以及偏心情况的结果.根据一次、二次、三次风风门调节特性,有以下规律:一次、二次、三次风风速均可达到设定值,且四个角风...     

600 MW W型火焰锅炉拱上二次风低NO_x燃烧特性的数值模拟及优化

对一台600,MW W型火焰锅炉拱上QA/QC(A层二次风总流量与C层二次风总流量之比)二次风不同比例对锅炉燃烧及NOx排放影响进行了数值模拟,并对A、C二次风开度进行了工业试验研究.模拟结果与试验结果符合较好,模拟研究结果表明,随着QA/QC二次风比例减小,炉拱区域回流区增大,煤粉气流着火距离缩短,燃烧稳定性增强,下炉膛区域火焰充满度提高,平均温度增加;炉拱煤粉火焰下冲深度增加,煤粉燃尽率增加,飞灰含碳量降低;而在拱下着火及燃烧区的空气分级程度减弱,NOx生成和排放量增加.工业试验表明,增加A风开度时,尽管机械不完全燃烧损失减小,锅炉效率有所增加,但NOx排放量明显增加.随着炉拱C二次风开度的增加,不仅锅炉效率降低,NOx排放量也明显增加.兼顾燃烧设备安全性、建议在同类型锅炉优化运行时,尽量将A风及C风开度设置在10%,以下,有利于提高运行经济性和降低NOx排放量.     

亚临界强制循环锅炉20%低负荷稳燃优化调整的数值模拟与试验研究

为研究火电机组深度调峰过程中,锅炉低负荷燃烧的稳燃和最佳的安全、高效运行方式,依托某电厂亚临界660 MW机组,对亚临界强制循环四角切圆锅炉在超低负荷（20%）下的稳燃性能进行了试验研究和数值模拟计算,对低负荷下燃烧运行工况优化进行了研究。研究结果表明：某电厂3号机组锅炉在低负荷燃烧时,能保持较高的煤粉燃尽率,炉膛最高温度可以达到1 400~1 600 K左右,运行O2体积分数为12%~13%左右,低负荷燃烧较为稳定;运行选择较为靠近炉膛上部的磨组运行方式、调整AA托底风门开度5%~10%、燃烧层之间辅助风门开度维持在9%~18%以及燃烧层周界风门开度约为18%等燃烧优化手段可以实现低负荷下的合理空气动力场,维持稳定燃烧。