生物质颗粒与煤粉耦合燃烧热态试验研究

为不同的掺烧比例、不同的掺烧位置对炉膛出口烟温、炉膛出口污染物浓度及炉膛出口飞灰含碳量的影响,在高效清洁燃煤电站锅炉国家重点实验室的10MW试验台为上进行热态试验,以生物质颗粒与煤粉耦合燃烧为基础,设计了 9组不同的工况.试验结果表明:在掺烧20％以下生物质颗粒时,对锅炉的着火、稳燃、炉膛出口烟温及燃尽率没有明显影响;...     

煤粉锅炉掺烧高炉煤气对煤粉燃尽影响的研究

针对某钢铁企业实际燃用的燃料，计算得到了高炉煤气掺烧率变化引起的烟气生产量变化和燃料理论燃烧温度变化曲线，在此基础上分析了高炉煤气掺烧对煤粉燃尽影响的各种因素，其中煤粉在炉膛内停留时间缩短、炉膛温度水平下降是最主要的因素。通过在一维炉和滴管炉上进行的温度对该种煤粉燃尽影响的试验研究，分析了高炉煤气掺烧率超过20%时飞灰可燃物含量急剧上升的原因，从而提出基于燃尽的煤粉锅炉掺烧高炉煤气的最佳热量掺烧率应该在25％左右。图5表3参6     

自备电厂煤粉锅炉掺烧生物质试验

生物质资源是“零碳”燃料,在我国能源转型以及“碳中和”战略中处于极其重要的地位。本文在自备电厂开展煤粉锅炉掺烧生物质工业试验,研究了生物质燃料基本性能及掺烧对煤粉锅炉运行状态的影响,对直燃耦合掺烧的安全性及可行性进行了分析,试验结果表明,在230 MW发电机组的220 t煤粉锅炉上生物质掺烧质量比可达到4%～6%,掺烧对制粉储料系统、入炉煤煤质、锅炉运行、烟气排放影响甚微,CO₂减排作用明显,通过措施优化可改善颗粒粉化现象。     

燃尽风及生物质气对燃煤锅炉燃烧过程及NO_x排放影响的数值模拟

为研究燃尽风以及掺烧生物质气对燃煤锅炉燃烧及NO_x排放的影响,对某电厂330 MW机组燃煤锅炉进行空气分级燃烧改造,在其主燃烧器上方5 m处增加3层分离式燃尽风(SOFA),基于FLUENT模拟软件,搭建了纯煤燃烧和煤粉掺烧生物质气模型,对锅炉无SOFA、有SOFA(15%和20%配风比)、有SOFA(15%和20%配风比)同时掺烧松木气等5种工况的炉内燃烧过程进行了数值模拟,分析不同工况下炉内速度场、温度场、组分场及污染物NOx排放特性。结果表明:在无SOFA和有15%SOFA工况下,一次风、二次风均能形成良好切圆,速度场稳定,在20%SOFA配比下,燃尽风切圆不太理想;与无SOFA纯煤燃烧工况相比,有SOFA工况下,主燃烧区中心温度均有所降低,分别降低了3. 31、27. 48、6. 78和40 K,而在SOFA区域温度有所上升,炉膛出口CO和O_2体积分数增大,CO2体积分数减小,与纯煤无SOFA工况相比,当SOFA配风比从15%增至20%时,NOx炉膛出口平均质量浓度在纯煤工况下分别降低了10. 76%和13. 28%,而在掺烧工况下分别降低了26%和28. 4%。     

W型火焰锅炉内无烟煤掺烧优化数值模拟

对两种典型无烟煤进行了工业分析及热重试验,应用双混合分数（PDF）模型对不同无烟煤掺烧方式下直吹式制粉系统W型火焰锅炉进行了数值模拟,得到了炉内烟气温度场、氧体积分数分布场及烟气速度场.结果表明：两种无烟煤的工业分析参数基本相当,但可磨性和燃烧特性存在明显差异;在炉前掺烧方式下,炉膛温度、氧体积分数分布以及速度场均较对称,但煤粉燃尽率比分磨掺烧方式下明显偏低,炉膛出口烟气温度比分磨掺烧方式下偏高;在分磨掺烧方式下,磨煤机运行模式对燃烧经济性有较大影响;无烟煤与无烟煤也存在混煤掺烧优化的空间,分磨掺烧方式可提高燃烧经济性.     

混煤燃烧中的交互作用:掺烧方式和配风对着火和燃尽特性的影响

以某台布置双一次风喷口的试验炉为研究对象,采用数值模拟方法研究了混煤掺烧方式和优化配风对着火和燃尽特性的影响,揭示了氧竞争作用对混煤燃尽抑制的机理,并给出了优化调控方法。结果表明:掺烧方式是影响混煤燃烧着火特性的重要因素;在炉外掺混方式下,掺入高挥发分煤能够改善低挥发分煤的着火特性;掺烧方式对低挥发分煤燃尽特性的影响更显著;炉内掺烧方式可抑制混煤燃烧过程中的氧竞争作用,提高低挥发分煤的燃尽率;合理调整二次风配风量可进一步提高低挥发分煤的燃尽率和混煤的总燃尽率。     

300MW燃煤锅炉掺烧生物质燃气的数值模拟

为了探究掺烧生物质燃气对燃煤锅炉燃烧特性的影响,基于Fluent软件,选取某电厂亚临界300 MW锅炉作为研究对象,搭建生物质燃气与煤粉的混合燃烧模型,对纯燃煤工况和混燃工况开展数值模拟,其中混燃工况按锅炉总输入热量的20%计算生物质燃气量,通过改变生物质燃气的喷口位置分析炉膛内的速度场、温度场、烟气组分及污染物NO_x的变化规律。结果表明:与纯燃煤工况相比,掺烧生物质燃气后炉膛最高温度、出口烟温和NO体积分数降低;在不改变炉膛总体结构的情况下,生物质燃气喷口位置对炉膛温度分布和NO排放有较大影响。     

半焦大比例掺烧特性研究及锅炉性能数值仿真预测

为了研究更大比例掺烧半焦的可行性并优化锅炉设计方案,利用高温热天平、3 MW煤粉燃烧中试平台等实验测试手段,系统研究了大比例半焦掺烧下混煤的着火、燃尽、结渣及NO_x排放特性的影响规律与作用机制,确定了目前适合大容量电站锅炉的半焦最佳掺烧比例为40%。利用数值模拟计算方法,对1台660 MW超超临界二次再热锅炉掺烧40%半焦的性能及污染物排放进行了预测。     

燃煤锅炉掺烧松木气燃烧过程数值模拟研究

为了分析掺烧松木气对燃煤锅炉燃烧过程以及燃烧产物的影响,基于Fluent软件搭建了松木气与煤粉的混合燃烧模型,对300 MW燃煤锅炉的纯煤燃烧以及掺烧10%,20%,30%生物质气的4种工况进行数值模拟。在保证锅炉总输入热不变的情况下,得到了不同工况下锅炉炉膛内燃烧温度、烟气组分和NOx排放随炉膛高度的分布情况。模拟结果表明:与纯煤燃烧工况相比,掺烧松木气时炉内燃烧温度有明显下降,当掺烧比例分别为10%,20%,30%时,燃烧区域截面平均温度分别下降了46,88,104 K;掺烧松木气也会引起了烟气组分的变化,炉膛下部的O2体积分数明显增大,CO和CO2的体积分数明显减小;随着松木气掺烧比例的增加,锅炉炉膛出口处的NOx的质量浓度分别下降了47,148,198 mg/m3。     

恒温下准东煤粉燃烧特性研究

针对准东煤碱金属含量高导致灰熔融温度低、在燃烧过程中容易造成沾污及结焦等问题,利用恒温热重实验系统,研究了准东煤的燃烧特性及温度、煤种掺混等对燃烧特性的影响。实验结果表明：单煤煤种燃烧过程中,不同煤种燃尽时间、燃烧速率存在显著差异,其中路茂通坎乡煤种和永华金泰煤种差异最大,路茂通坎乡煤种易着火,燃烧速率快,燃尽时间短;随着温度升高,单煤燃烧失重曲线发生左移,燃尽时间缩短,燃烧速率上升,表明温度升高会加速煤粉燃烧,并且1 000℃后提高温度对焦碳燃尽的促进作用更明显;掺混燃烧过程中,掺烧高挥发分的煤种可以有效改善煤粉燃烧初期着火特性,而掺烧高固定碳煤种可使燃尽时间延长,从而降低燃尽率;混煤掺烧能够提高灰熔点,有效改善准东煤熔融特性,从而在煤源方面减少或者避免炉膛受热面沾污、结渣,确保锅炉运行的安全性和经济性。     

玉米秸秆与煤掺烧锅炉运行性能分析

基于ASPEN PLUS软件,对玉米秸秆与煤的掺烧过程进行建模与模拟,研究在不同的生物质掺混比例及含水率下,锅炉运行性能以及污染物排放的变化规律。结果表明:与单独燃烧煤粉相比,随着掺烧比例的增大,生成的理论烟气量和烟气热损失增大,锅炉效率有所降低,气体污染物NO及SO2减少;随着生物质含水率的增大,NO的排放量减少,而SO2的排放量增加。     

煤粉和生物质气混燃锅炉燃烧特性数值模拟研究

为了研究煤粉与生物质气混燃对锅炉燃烧特性以及燃烧产物的影响,基于Aspen软件搭建了生物质气化模型,得到气化效率最高时的生物质气;基于Fluent软件搭建生物质气与煤粉的混合燃烧模型,在保证锅炉总输入热不变的情况下,分析煤粉锅炉掺烧10%不同的生物质气的锅炉炉膛温度分布和主要的烟气组分。结果表明:在分别掺烧10%的松木气、秸秆气和木屑气后相对于纯煤粉燃烧,炉膛燃烧区温度由1 843 K下降到1 789 K,炉膛出口烟温增大,O_2和CO出口体积分数增大,CO_2出口体积分数降低,NO_x出口质量浓度值由原来的548 mg/Nm~3降到500 mg/Nm~3以下。     

四角切圆燃烧锅炉改造工况数值模拟

煤粉再燃是降低NOx排放的一项新技术.借助FLUENT6.1软件平台,采用数值模拟方法对一台容量为35 t/h的四角切圆燃烧锅炉改造前后炉内燃烧过程进行研究.改造前为空气分级燃烧,改造后为超细煤粉再燃燃烧.计算结果表明:改造后在最上面一层一次风喷口的高度区域,形成一个相对低温,低氧的还原性气氛区域一再燃区.再燃降低NOx18.8%,并且与改造前的燃尽效果相当.煤粉颗粒在炉内运动具有很大的随机性,停留时间差异很大.平均而言,煤粉喷入位置越高,停留时间也越短.     

煤粉细度对四角切圆锅炉炉内燃烧影响的数值模拟

采用数值模拟方法研究了煤粉细度对某630 MW四角切圆锅炉炉内煤粉着火、燃烧和燃尽情况的影响,并通过现场试验测试了不同煤粉细度下的锅炉效率、制粉系统电耗和供电煤耗。结果表明:随着煤粉变粗,烟气温度沿一次风气流方向迅速上升的位置逐渐推后,即着火距离增加,煤粉初期燃烧速率逐渐下降,冷灰斗区域温度升高,主燃区温度明显下降,但燃烧中心位置基本不变;煤粉的停留时间及燃尽率主要取决于最下层燃烧器喷出煤粉的细度;当煤粉较粗时,锅炉效率和制粉系统电耗明显下降,但供电煤耗增加;当下层磨煤机的煤粉较细时,锅炉排渣量减小。     

某660MW锅炉局部水冷壁管屏磨损原因分析

针对贫煤锅炉在运行过程中出现的局部水冷壁管屏磨损问题,本文采用数值模拟方法分析并寻找到问题产生的原因：由于点火燃烧的着火和燃尽特性较差,煤粉燃尽距离延长,大量携带有较多固体颗粒的烟气直接冲刷吹水冷壁管屏。数值模拟方法为解决磨损问题指明了改造方向。     

生物质颗粒燃烧特性的数值模拟及实验研究

基于ICEM软件对燃烧室进行二维建模和结构化网格划分,并应用FLUENT软件对玉米秸秆、棉秆、木屑和稻秆4种生物质颗粒在燃烧室中进行燃烧仿真模拟,与煤粉燃烧进行对比。对比分析5种燃料燃烧时,燃烧室内不同位置中心截面的温度、O₂、CO₂和NO_x质量分数的变化曲线,同时分别对5种燃料做单独燃烧实验,结合对比分析结果将4种生物质颗粒分别和煤粉按照5.00%、10.00%、15.00%、20.00%的质量掺混比做混烧实验。研究结果表明,5种燃料中,煤粉在燃烧室中心截面上的温度最高,且最高温度比4种生物质颗粒高600 K以上,但生物质颗粒的温度分布均匀程度均优于煤粉;煤粉燃烧产生的NO_x含量最高达到2.00%,而生物质颗粒产生的NO_x含量基本为0.00%,且生物质颗粒的燃烧特性受一次风速、一次风温及自身含水率的影响较大;5种燃料燃烧时燃烧室最高温度的模拟值均高于实验值,但误差均小于20.0%,4种生物质颗粒与煤粉混合燃烧的质量掺混比不宜超过15.00%,当质量掺混比为15.00%时,燃烧...     

600MW旋流对冲燃煤锅炉燃烧过程的数值模拟研究

数值模拟是研究锅炉炉内燃烧过程的常用方法。本文采用k—ε等数学模型,对一台600MW超临界锅炉在不同燃尽风风量时炉内的燃烧情况进行了数值模拟。结果表明：改变燃尽风风量对炉内温度场分布、煤粉燃尽率等有较大的影响。     

掺烧煤气协同分级配风对锅炉热量分配的影响

以煤粉掺烧高炉煤气和焦炉煤气的锅炉为研究对象,研究了高炉煤气与焦炉煤气热量掺烧比协同分级配风对锅炉主蒸汽、再热蒸汽吸热量的影响。结果表明:仅掺烧高炉煤气或焦炉煤气对辐射换热量和对流换热量的分配作用相反;同时掺烧高炉煤气和焦炉煤气时,主蒸汽、再热蒸汽吸热量均以对流换热为主,总吸热量均增加;高炉煤气二次风门开度增大会使再热蒸汽吸热量增加,而对于主蒸汽,对流换热量的增加未能抵消辐射换热量的减少;主蒸汽和再热蒸汽的对流换热量均随着煤粉二次风门开度的增大而减少,且随着分离燃尽风(SOFA)风门开度的增大而增加。     

混煤可磨特性与掺烧方式试验研究

对4种典型贫煤与无烟煤分别进行了不同混煤方式下的可磨性、粒径分布变化规律实验室试验研究,试验结果表明,混煤的可磨性趋向于难磨煤种、成粉样品中粗颗粒难磨煤多、细颗粒易磨煤种多。从可磨性标准测试角度对试验结果进行了物理解释,提出混煤的可磨性必须由实验确定、"炉前掺混"时混煤的煤粉细度必须由挥发份较低的煤种决定、"分磨制粉"时各组份煤选取各自合理细度的结论。针对几种可磨性差异较大煤种的掺烧,根据制粉系统、燃烧系统的特点,进行了3种不同方式的"分磨制粉"掺烧方式优化试验,通过较好地控制难磨、难燃尽煤种的煤粉细度,锅炉效率较传统的"炉前掺混"方式均提高1.5%以上。     

停留时间对微细煤粉再燃还原NO效率的影响

以 4种细度的混煤 (烟煤与褐煤 )微细煤粉作为再燃燃料 ,用N2 、O2 、CO2 和NO配制模拟烟气 ,在 13 0 0℃立式管式携带炉中 ,对停留时间与再燃还原NO效率的关系进行了实验研究 ,分析了停留时间对再燃还原NO效率的影响机制 .在前 0 .8s内随停留时间的增加 ,NO还原率增加幅度较大 ,当停留时间继续增加时 ,NO还原效率增加幅度较小 .使用较细的煤粉可以适当缩短煤粉在再燃区的停留时间 .但是 ,如果低于 0 .6s ,NO的还原效率会大幅度下降 ,煤粉燃尽率也会降低 .这是因为煤粉的热解、挥发分的释放、NO的还原以及煤粉的燃烧需要一定的反应时间 .为使这些反应得以充分进行 ,0 .8s的停留时间是必需的