二次风对CFB锅炉NO_x排放的影响

为准确掌握和评价二次风对早期投运的燃烧福建无烟煤CFB锅炉NOx排放浓度的影响,在1台75 t/h中温分离CFB锅炉上进行工业热态试验。试验表明：（1）NOx排放浓度随着空气过量系数λ增加呈现明显增加的趋势,并且增加速率逐渐减小;保持省煤器出口处的空气过量系数1.15≤λ≤1.25可以取得控制飞灰含碳量和NOx排放量的良好效果;（2）随着二次风率β的增加,NOx排放浓度明显下降,降低速率逐渐减小;保持二次风率β在40%~50%之间,NOx排放浓度较低;（3）随着上二次风率k的增加,NOx排放浓度呈现先明显下降再逐渐减小至平缓最后略微上升的趋势,表明燃烧福建无烟煤的中温分离CFB锅炉存在有一个最佳的上二次风率k,使NOx排放浓度最小;根据本试验结果,在过量空气系数λ=1.2、二次风率β=45%的情况下,最佳的上二次风率k在55%~65%之间。     

600MW机组锅炉低NO_x燃烧系统改造数值模拟

针对某亚临界600MW机组锅炉NOx排放量较高的问题,提出了沿炉膛高度垂直方向空气分级和主燃烧区域水平方向空气分级的复合空气分级改造方案。利用数值模拟软件Fluent,分析了不同分离燃尽风高度和间距对炉内燃烧温度、CO浓度及NOx排放量的影响。结果表明:数值模拟结果能够很好地反映炉内燃烧情况;空气分级燃烧使主燃烧区温度降低,炉膛出口温度升高,CO体积分数升高,NOx排放浓度明显降低;通过对4个模拟工况NOx排放、炉膛出口烟温及锅炉效率的对比分析,得出C2工况为最佳布置方式。     

40 t/h煤粉预热燃烧锅炉运行和低NOx试验研究

为应对日益严峻的大气污染形势,实现煤粉高效低NOx燃烧,开发了煤粉预热燃烧技术。煤粉首先进入流化床预热燃烧器,与较低当量比的空气发生部分燃烧反应产生热量将自身预热至800 ℃以上,在高温强还原性气氛下析出并脱除部分燃料氮,预热后的燃料随后进入煤粉炉炉膛,在炉内通过分级配风进一步控制NOx生成。某40 t/h煤粉预热燃烧锅炉工业试验结果表明:该锅炉可实现高效运行和低NOx排放的协同控制;锅炉NOx排放质量浓度随锅炉负荷的提升而逐渐升高,提高内二次风比例和延迟三次风配入等手段均有利于降低NOx排放质量浓度;二次风当量比在0.4左右时NOx排放质量浓度最低;锅炉热效率可达到93.08%,在50%~100%负荷范围内可实现NOx原始排放质量浓度≤119 mg/m3（φ(O2)=6%）。     

600MW机组锅炉低氮燃烧改造

为降低NOx排放浓度,通过更换低氮燃烧器,增加燃尽风喷嘴,采用分级燃烧技术对一台600 MW对冲燃烧锅炉进行了低氮燃烧改造,使NOx排放浓度由750~900mg/m3降低到350mg/m3以下,同时锅炉飞灰含碳量没有明显变化。改造后在燃尽风全关的情况下NOx排放浓度即可降低40%,且随燃尽风量增大NOx排放浓度继续降低。针对改造后过热器减温水量明显增加问题,提出了采用部分低温过热器置换为省煤器的方案,以降低减温水流量。     

燃用准东煤的旋风炉空气分级方式试验研究

为降低旋风燃烧NOx排放,需要在保证稳定液态排渣的前提下研究合适的空气分级方式。本文结合准东煤的黏温特性建立液态排渣模型,计算确定主燃区过量空气系数,并在1台旋风炉上开展空气分级燃烧试验。结果表明:液态排渣旋风炉燃用流变性好的准东煤时,主燃区过量空气系数可以减小到0.8;切向二次风采用“上大下小”配风,三级风率分别为20%、10%和10%,燃尽风率为30%~35%;主燃区到燃尽风喷口的停留时间应大于0.62 s;旋风炉采用深度空气分级燃烧时,NOx排放质量浓度可降低30%以上,锅炉热效率下降0.22%,主要由渣中未燃尽碳含量上升引起。     

200 MW锅炉低NOx燃烧系统改造与试验研究

针对某燃用烟煤的200 MW机组采用四角切圆布置方式燃烧器的670 t/h锅炉,在主燃烧区域采用水平浓淡燃烧器、加装燃尽风喷口,采取燃料水平分级与空气垂直分级结合的方式进行改造,降低氮氧化物(NOx)排放水平。研究了该低NOx燃烧系统对锅炉NOx/CO排放和飞灰可燃物的影响规律。试验结果表明,当采用合理的燃尽风布置合理的二次风配风调节方式,燃尽风份额控制在30%时,机组NOx排放量可降低到300 mg/m3以下;在任一工况下都不高于400 mg/m3,其中最低NOx排放浓度为250.84 mg/m3。同时,对飞灰含碳量影响较小,保持在1.5% ~ 3%之间。     

1 000 MW机组锅炉NOx排放浓度与主要运行因数的多元线性回归

以某电厂1 000 MW超超临界双切圆燃烧锅炉为研究对象,采用现场燃烧调整试验方法,进行了氧量、负荷、燃尽风量、主燃烧区燃烧器风量和配风方式、磨煤机运行组合方式、燃烧器摆角、煤质等因素对锅炉NOx排放影响的试验研究。试验研究结果表明：对于具有先进低NOx燃烧系统的锅炉,煤质因素是NOx排放浓度的主要影响因素之一;运行氧量变化是NOx排放浓度的重要影响因素,随着氧量增加,锅炉NOx排放浓度呈线性增加;负荷也是NOx排放浓度的主要影响因素,其影响的程度取决于负荷和相应的运行氧量水平;而在保持大量燃尽风实现空气分级燃烧的条件下,主燃烧区燃烧器风量和配风方式对NOx排放浓度的影响是微弱的。在此基础上,应用多元线性回归方法,建立了该1 000 MW锅炉NOx排放浓度与主要运行因素的回归经验关系式,该经验关系式可用于该锅炉NOx排放浓度的在线运行控制和预测。     

燃用福建无烟煤CFB锅炉二次风率和上下二次风比的工业型试验

为研究燃烧福建煤CFB锅炉的最佳经济运行数据,通过对DG75/3.82-11型CFB锅炉进行了工业热态试验,测试二次风率和上下二次风比变化对锅炉运行经济性和环保特性的影响,结果发现:⑴维持过量空气系数和上、下二次风门开度不变,随着二次风率的增加,飞灰含碳量先下降后缓慢上升,炉渣含碳量小幅增加,灰渣比逐步减少且减幅收窄,CO排放浓度先减低再缓慢升高但变化量不大,SO2排放浓度略有升高,NOx排放浓度降低并趋于稳定;⑵保持过量空气系数和二次风率不变,随着上下二次风比的增加,飞灰含碳量先降低后缓慢升高,炉渣含碳量略有上升,灰渣比减少,SO2排放浓度小幅上升,NOx排放浓度降低;⑶过量空气系数较大时,对应的飞灰含碳量和炉渣含碳量较低,灰渣比较小,SO2排放浓度较小,NOx排放浓度较大。试验表明:对于燃用福建无烟煤的CFB锅炉,存在最佳二次风率和最佳上下二次风比,可使飞灰含碳量、炉渣含碳量、灰渣比等参数最佳,CO排放浓度、NOx排放浓度和SO2排放浓度也在合理的范围内。并经运行实践证明:保持二次风率在0.39～0.44、过量空气系数在1.25～1.30、上下二次风比为1.0～1.2之间,CFB锅炉的运行经济性和环保特性均可得到有效的保证。     

空气分级燃烧降低NOx排放试验研究

NOx是造成大气污染的主要污染物之一,分级燃烧技术可以大幅度降低NOx的排放量.该文在燃烧试验台上,针对某电站锅炉实际燃用煤种及运行参数,进行空气分级燃烧降低NOx排放试验研究,着重考察煤粉的燃尽及结渣特性.结果表明,空气分级燃烧可降低NOx排放50%以上,结渣没有显著加强,燃烧效率有所降低.该文的工作为电站锅炉低NOx燃烧改造提供了依据.     

贫煤空气分级燃烧NOx排放特性试验研究

采用煤粉燃烧自维持一维试验炉研究了低挥发分贫煤空气分级燃烧和NOx排放特性,重点研究了空气分级深度、分级燃尽风喷口位置对贫煤燃烧NOx排放的影响,探索能够实现低NOx排放的空气分级燃烧布置方式。结果表明:随着主燃区过量空气系数αM减小,炉膛出口NOx质量浓度逐渐降低,当αM为0.70时NOx还原效率可以达到33.1%;随着分级燃尽风位置比Ms增加,煤粉颗粒在还原区内停留时间延长,炉膛出口NOx质量浓度进一步降低,并存在一个最佳分级燃尽风位置比;当αM为0.85时,最佳分级燃尽风位置比Ms为0.47,对应的炉内NOx还原效率为37.7%。     

O2/CO2气氛下燃煤NO排放特性的实验研究

在沉降炉上通过在线烟气分析仪研究了燃烧气氛、CO2浓度、温度及燃料/氧气化学当量比对O2/CO2气氛下燃煤NO排放的影响规律。结果表明,O2/CO2气氛下NO的排放浓度总小于O2/N2气氛下的情况,在无烟气再循环的情况下降幅约为20%~40%。2种气氛下NO的沿程析出均表现出类似的规律,但因煤质而有所不同。随着进气中CO2浓度的增加,NO的排放浓度呈现降低的趋势。与21%O2/ 79%Ar气氛下相比,21%O2/79%CO2气氛下NO排放浓度的降幅在30%~50%。随着温度的增加,2种气氛下NO的排放浓度均增加。随着燃料/氧气化学当量比(f)的增加,NO排放浓度呈现出先增加后降低的趋势,其最大排放浓度均出现在f=0.8左右;在f远大于1的富燃料区,2种气氛下NO的排放浓度基本可以降到一致的水平。     

火电厂准东煤燃烧调整研究

我国准东煤储量巨大,但由于该煤种结渣沾污倾向比较严重,严重制约其在燃煤电站上的应用。对此,在660 MW机组满负荷试运期间采用分磨掺烧的方式,进行80%比例准东煤燃烧调整试验研究,分别从运行氧量、吹灰频率、风门控制方面对锅炉进行燃烧调整。结果表明:在满负荷工况下,氧量控制在3.0%~3.5%;吹灰频率应保证炉膛吹灰器每12 h一次,水平烟道长伸缩式吹灰器每24 h一次,空预器吹灰每4 h一次,受热面沾污情况得到有效控制;风门控制方式应根据锅炉燃烧状况与炉膛出口氮氧化物(NO_x)值不断进行调整。此结果可为同类型机组燃用准东煤提供参考。     

缝隙式燃烧器“W”火焰锅炉改造与应用

针对缝隙式燃烧器“W”火焰锅炉存在的燃烧稳定性差、下炉膛前后墙火焰偏烧严重、燃烧效率低和炉膛结渣严重等问题,通过燃烧机理分析和数值模拟研究,提出将乏气风火嘴移至靠炉膛中心相邻的两条二次风处、对三次风室进行分割和加装导流板,以及加装防渣风的改造方案,经过实践证明,该改造方案实施后,锅炉燃烧稳定性得到提高,消除了下炉膛前后墙火焰偏烧现象,锅炉效率提高2％左右,控制了炉膛结渣现象。     

基于准恒温燃烧概念的低质煤稳燃新技术

通过分析入炉煤粉气流与炉内高温烟气间的换热方式 ,找出了锅炉低负荷稳燃的制约因素是燃烧器附近区域烟气温度水平随锅炉负荷降低而降低这一固有特性。为改变这种不良烟温特性 ,作者提出了基于炉内活动可调隔热板的准恒温燃烧概念及实现准恒温燃烧的零维模型 ,并据此计算了活动可调隔热板与负荷变化时对炉膛出口烟温的影响 ;并给出了基于可调隔热板的准恒温燃烧的热态试验部分结果。图 5参 5     

直吹式制粉系统W火焰锅炉混煤掺烧试验研究

在直吹式制粉系统W火焰锅炉上进行对比试验。试验表明:不同煤种采用"磨内掺混、炉内混烧"的方式难以掺混均匀,难燃尽煤种细度难控制,燃烧稳定性、经济性差;"分磨制粉、炉内掺烧"的方式煤粉细度可控,不同煤种燃烧器可均匀投运,并可采取不同的配风和燃烧控制方式,炉膛温度均匀,燃烧稳定,锅炉热效率比"磨内掺混、炉内混烧"提高1.65%。     

HM型等离子燃烧器多级燃烧特性数值模拟

用Fluent软件对HM型等离子燃烧器的点火燃烧特性进行了二维数值模拟，计算了煤粉空气混合物从等离子点火区到炉膛内主要断面的温度场、着火过程成分变化和煤粉进入炉膛初期的燃尽率等。结果表明：一级燃烧筒内的煤粉在离开等离子体点火区距离约D1（一级筒直径）的部位挥发分开始着火；一级燃烧筒中心线上的温度从点火区开始首先降低然后升高；二级煤粉在距离二级燃烧筒入口约2倍D2（二级燃烧筒直径）处开始着火，二级燃烧筒断面温度中部高四周低；三级煤粉在距离二级燃烧筒出口约2m处开始着火，并形成稳定的火球状火焰。计算结果还表明：燃烧器燃尽率较高，当形成稳定的火焰时，挥发分已经完全燃烧，碳的燃尽率达到46%以上。     

管式沉降炉和小型煤粉燃烧试验炉在煤燃烧中氮释放特性试验研究中的应用

用管式沉降炉和3.5 kW煤粉燃烧试验炉对3种煤在着火、燃烧初期和燃烧过程中氮释放和NO_x转化特性进行了试验研究。燃烧初期煤中氮释放特性有显著差异;氮释放率高于当时的燃尽率;NO_x生成主要受燃烧空气量和送风方式影响。     

煤粉气流爆燃与炉膛负压变化的数学模型研究

依据混合气体分压定律、状态方程和能量平衡原理,建立了炉膛负压变化与炉内爆燃状况之间的内在联系及相应的数学模型,分析了几种典型燃烧状况下的炉膛负压变化特性,并得出了参与爆燃的燃烧器数量与炉膛负压之间的对应量值关系。该数学模型可准确地反映出炉内正常燃烧、燃烧不稳、燃烧恶化现象以及爆燃状况下的炉膛负压变化程度,但仍需不断完善。     

大型W 火焰锅炉灭火原因分析及对策

华润电力(涟源)有限公司一期工程1 号300 MW“W”火焰锅炉在首次带至300 MW 负荷、首次对锅炉炉膛吹灰时,炉膛负压波动大,瞬间达到-3 000 Pa,造成锅炉负压保护动作。对锅炉进行了简单介绍,分析了锅炉灭火的主要原因,主要为：燃用煤质变化大;燃烧配风不合理,燃烧不稳,锅炉抗干扰能力弱;布袋式除尘器运行控制不正常,锅炉吹灰时除尘器压差瞬间增加变化大,为600～3 000 Pa,对炉膛负压的干扰大;汽轮机真空低,燃煤增加等。通过采取加强燃煤管理,优化燃烧调整,完善炉膛、烟道、布袋式除尘器清灰吹灰系统的匹配,提高汽轮机真空等措施,可预防锅炉灭火现象的出现。     

不同细度煤粉燃烧特性的实验研究

对平三煤和大友煤,采用热重分析仪和一维沉降炉试验分析不同煤粉细度下煤样的燃烧特性,并利用热重试验结果建立燃烧反应模型,结果表明：煤粉细度越小,表观活化能越低,着火温度降低,煤粉的燃烧特性越好,平三煤在煤粉细度为15％-20％时的燃烧特性变化不大。