300MW富氧煤粉燃烧锅炉变工况运行特性分析

富氧煤粉燃烧锅炉燃烧、换热特性与常规空气锅炉不同,为研究不同工况下富氧燃烧锅炉的运行特性,利用某300 MW富氧煤粉燃烧锅炉仿真模型,分别进行燃煤量、给水温度、氧浓度和水分变动试验。结果表明:随着富氧燃烧锅炉燃煤量的增加,炉膛出口烟温升高,炉内总辐射量增加,水冷壁产汽量增多。由于富氧锅炉辐射换热强,过热蒸汽温度随燃煤量增加而增加。随着炉内燃烧气氛中氧浓度增加,锅炉产汽量大幅度增加,主汽温度快速下降。由于锅炉设计煤种水分含量高且不稳定,水分变化对锅炉运行参数影响比较大,主要表现在煤质变坏,导致炉膛出口温度升高,过热蒸汽温度、再热蒸汽温度和排烟温度也随之升高。     

高水分褐煤燃烧对锅炉的影响研究

褐煤在我国煤炭能源中占有很大比重,因其含水量高、灰分大、容易风化、发热量低的缺点使褐煤的利用率较低.研究了褐煤中的高水分对燃料热值、烟气量、耗煤量等的影响规律并分析了电厂的经济行.研究表明,水分增加时,燃料热值降低,锅炉效率增加;燃料燃烧产生的烟气量(Nm3/kg)随水分的增加而降低,但由于煤耗量随水分的增加而增加,产生的结果是总烟气量(Nm3/s)随水分的增加而增加.     

可调卫燃带对燃煤锅炉热力特性的影响

介绍了可调卫燃带的概念与工作原理，并采用校核热力计算的方法，详细研究了煤种、负荷变化时可调卫燃带对炉膛吸热量、汽温、炉膛平均烟温、炉膛出日烟温、主要受热面进出日烟温等参数的影响。计算表明：可调卫燃带可使锅炉在更宽广的负荷范围内维持额定汽温：可提高低负荷时的热空气温度，可作为改善锅炉热力特性的一种有效调节手段。     

漏风对300MW富氧煤粉燃烧锅炉参数影响的研究

以300 MW富氧煤粉燃烧锅炉为研究对象,建立其仿真模型。针对BMCR工况,分别进行了不同漏风系数下的静态仿真实验,得出不同漏风系数下富氧煤粉燃烧锅炉参数的变化规律。结果表明:锅炉机组的漏风,导致烟气中三原子气体浓度和发射率、壁面吸收比、炉膛平均烟温、辐射传热系数、辐射换热量和锅炉蒸发量均成下降趋势,而各过热器出口工质温度升高,且漏风系数越大时,各个参数变化幅度越明显,变化趋势合理,可为富氧煤粉锅炉的控制和机组运行提供参考。     

2093t/h四角切圆锅炉燃烧器的数值优化及改进研究

针对某2093 t/h四角切圆燃烧锅炉炉膛出口左右两侧烟温偏差过大、氮氧化物排放浓度偏高的问题,分析了产生烟温偏差的原因,根据计算结果对锅炉燃烧器提出了采用SOFA风反切圆消除残余旋转的改造措施,同时利用空气分级燃烧技术降低NOx的排放。改造后SOFA风率为25%工况下,对比分析了锅炉燃烧器改造前后额定工况下燃烧过程中炉膛温度场、特征组分分布及NOx排放和不同的SOFA风反切角度对炉膛出口烟温偏差的影响。结果表明,适宜的SOFA风反切角度可以有效地减小烟温偏差,空气分级燃烧能够降低主燃区的温度,以降低NOx生成,炉膛出口NOx排放浓度降幅为31.6%,以上结论可作为同类型机组设计和改造时参考。     

可调卫燃带对锅炉烟温及汽温特性的影响

介绍了可调卫燃带的技术背景,物理模型及其调节锅炉烟温和汽温的基本原理,并利用几种不同的方法计算了可调卫燃带对炉内烟气的平均温度、炉膛出口烟气温度及炉内换热量与炉膛出口烟气焓的影响,在此基础上利用热力计算标准方法,计算了可调卫燃带展开面积对过热汽温的影响.计算与分析表明:可调卫燃带对改善锅炉汽温特性具有很好的效果.     

600MW四角切圆燃烧锅炉炉内过程的数值模拟

采用计算流体力学软件Fluent,选择合理的数学模型,对600MW切圆燃烧锅炉炉内的流动、传热及燃烧进行了数值模拟。在炉内数值模拟过程中,气相湍流流动采用可实现的k—ε双方程模型,对控制方程的求解采用SIMPLEC算法。计算结果表明：炉内最高温度出现在燃烧器区域;整个炉膛空间存在旋转流场,炉膛出口仍有残余旋转存在;烟温偏差成因于炉膛出口的残余旋转;二次风反切在一定程度上能有效地削弱炉膛出口的残余旋转,从而降低水平烟道的烟温偏差。     

盘管式热载体炉的优化设计探讨

为提高盘管式热载体炉的经济效益，以热载体炉每年的一次投资费用及运行费用之和为目标函数，用数学规划方法对盘管式热载体炉的管内流速及传热面积等量进行了优化计算。结果表明，热载体最佳流速及相应的传热面积主要随炉膛出口烟温（或炉膛辐射热强度）、炉管管径及热载体入炉温度的变化而改变。若采用炉膛最经济出口烟温以及相应的管内最佳流速与传热面积进行设计，将使热载体炉的经济效益明显提高。文中的优化设计方法也可用于立管型盘管式加热炉的优化设计。     

煤质组成对水煤浆气流床气化炉性能的影响

基于化学反应平衡假设,建立水煤浆气流床气化炉的平衡模型.以H/C和O/C摩尔比、灰分的质量分数为输入变量,考察了煤中C、H、O元素的相对摩尔量和灰分质量分数对气化炉性能的影响,为工业气化炉选煤、配煤和变煤种等操作提供指导.研究结果表明：在相同气化温度下,随着O/C摩尔比的升高|有效合成气产率降低,比氧耗增加,随着H/C摩尔比的升高|有效合成气收率略微增加,而比氧耗变化不大|煤中O元素的相对摩尔量对气化炉的性能有着较为显著的影响|然而随着灰分质量分数的增加,有效合成气收率降低,比氧耗增大.因此,在工业生产过程中,应该密切关注原料煤的组成变化,及时调整气化参数,优化气化炉的运行,提高气化经济效益.     

动力配煤主要煤质指标可加性的研究

针对配煤煤质指标可加性的争论,从理论上探讨了动力配煤煤质指标的可加性,并用数理统计的方法进行了论证,得出动力配煤的灰分、水分、硫分、挥发分、发热量等主要煤质指标的分析基指标具有线性可加性的重要结论,为动力配煤提供了理论基础。     

常压固定床煤气发生炉自动控制研究

研究了以无烟煤为原料的常压固定床煤气发生炉的自动控制 .通过对饱和温度、反应温度、煤的软化温度之间定性关系的研究 ,模拟出炉内各层次温度变化趋势 ;通过对炉出温度、加煤量、排灰量的工业数据分析 ,得出其定量关系 .经工业实践证实 :根据煤的软化温度及炉况监测的温度并辅以计算机手段可实现饱和温度的自动调节 ,使氧化层的温度趋近煤的软化温度 ;加煤量与炉出温度关系最为直接 ,可采用炉出温度信号控制加煤操作 ;加煤量、排灰量虽然均由发生炉负荷决定 ,但加煤量与排灰量之间的关系与发生炉负荷变化无关 ,可利用加煤操作控制除灰操作 ;实现了发生炉的综合自动控制 ,优化了发生炉各项工艺指标 ,并提高了发生炉的技术水平     

330MW热电联产机组锅炉排烟温度偏高原因分析及处理措施

分析某热电厂330 MW机组锅炉排烟温度偏高与磨煤机出口温度、磨煤机运行组合方式、锅炉受热面清洁程度、一次风压及燃烧器摆角等因素之间的关系。在此基础上,提出改变磨煤机运行组合方式,提高磨煤机出口温度,加强锅炉受热面与空预器吹灰,合理控制炉膛出口氧量,降低一次风压,减少磨煤机入口冷风量及合理摆动燃烧器摆角等措施,使排烟温度下降了8~10℃,提高了机组运行的经济性。     

W火焰锅炉炉内三维流场和颗粒运动轨迹的数值模拟

W火焰锅炉具有独特的炉膛和烟气流动结构,适用于低挥发份劣质煤发电,炉膛配风和煤粉颗粒对W火焰锅炉形成良好的炉内燃烧和保证安全高效洁净燃烧影响显著.针对300 MW W火焰锅炉,采用RNGk~ε和DPM模型数值研究了不同工况下W火焰锅炉炉内三维流场和煤粉颗粒运动轨迹,分析了炉膛配风和煤粉粒径对流场特性的影响.研究表明:配风对流场对称性影响很大,不合理的配风可导致火焰"短路"和气流冲刷冷灰斗.炉膛折焰角结构决定了对称的配风形成非对称流场,但增加前墙配风速度可有效平衡折焰角效应.当前后墙配风比为1.05时流场对称性最佳.下炉膛冷灰斗区双旋涡流动结构可增强煤粉气流热质交换,增加煤粉停留时间,有利于煤粉燃尽.随粒径增大,煤粉深入下炉膛平均深度越大,煤粉在燃烧炉膛内停留时间先增大后减小,存在最佳煤粉粒径.研究结果对大容量W火焰锅炉设计和燃烧调整有意义.     

Combined Removal of Surface Moisture and Dust from Feed Coal for Coal Dry Cleaning with an Air-solid Fluidized Bed

A demonstration plant and a commercial plant employing coal dry cleaning technology with an air-solid fluidized bed were built in China. The operation practice of these two plants shows that the surface moisture and the fines or dust of feed coal must be well controlled as low as possible. For this purpose, a new process of combined removal of surface moisture and dust from feed coal using a vibrated fluidized bed dryer was investigated in a batch test apparatus and a pilot test system. A mathematical model on drying kinetics of coal surface moisture was developed and three empirical formulas of the model coefficient involving the main operating variables were determined based on the test results from the batch test apparatus. The mathematical model shows that the surface moisture retained in coal during drying decreases exponentially with drying time. According to this model, a new divisional heat supply mode, in which the inlet gas of higher temperature was introduced into the fore part of the dryer and the inlet gas of lower temperature into the rear part of the dryer, was employed in the pilot test system. The pilot tests show that 1） the new divisional heat supply mode is effective for lowering down the average temperature and reducing the total heat loss of the outlet gas off the dryer, 2） the moist coal of about 60 g/kg surface moisture contentcan be dried to about 10 g/kg, and simultaneously the fines （〈1mm in diameter） adhering to the surface of coarse coal particles are completely washed off by the gas flow.     

煤粉锅炉低负荷水冷壁结焦问题研究

对于燃用神华类易结焦煤种,持续低负荷工况下水冷壁会发生结焦问题,主要原因是此阶段大幅降低的烟温导致热风温度过低,使制粉干燥能力及炉膛燃烧环境变差,而未经充分干燥的煤粉颗粒进入炉膛后,因着火点滞后及燃烧速率低,较大的未燃烬的煤粉极易被甩到水冷壁上而导致结焦.采用广义回热技术,可以显著提高低负荷下热风温度等,从根本上解决了低负荷下水冷壁的结焦问题,提高了机组的安全性.     

高炉氯平衡及氯在煤气管网中的分布

通过对宝钢1号高炉物料的现场取样及氯元素含量的测定,结合高炉生产数据对其氯平衡进行计算和分析。结果表明：宝钢1号高炉的实际吨铁氯负荷为406.476 g;47.12%的氯元素由烧结矿带入高炉,烧结矿是高炉氯元素的主要来源,其次是煤粉（12.67%）和焦炭（12.63%）;高炉煤气带走质量分数为43.96%的氯元素,其次是炉渣（23.74%）和布袋灰（23.51%）,氯元素主要通过煤气、炉渣、布袋灰排出;在重力除尘、布袋除尘、TRT、快速水封后煤气中的氯元素质量浓度分别为153.307,110.324,66.806,53.594 mg/m3;煤气管网喷淋水可脱除煤气中质量分数为37.30%的氯元素。     

混烧锅炉富氧燃烧的数值模拟

富氧燃烧会对煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内的燃烧特性产生重要影响。以130 t/h煤粉和高炉煤气混烧锅炉为研究对象,采用Fluent流体力学软件,对助燃气体（O_2/N_2）在3种不同氧气体积百分数（21%,23%,27%）工况下煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内的燃烧过程进行数值模拟。模拟得到3种工况下：炉内的温度场分布,烟气流场特性,火焰长度。模拟结果表明：随着氧气浓度的增加,燃料着火速度更快,燃烧更稳定,出口烟温逐渐降低,炉内烟气流速逐渐减少,强化了炉内传热效果,提高了锅炉热效率。     

O_2/CO_2煤粉锅炉炉膛实时仿真模型研究

基于O2/CO2燃烧方式的烟气成分和换热特点,建立了炉内辐射换热过程的动态数学模型。以某300MW O2/CO2煤粉锅炉概念设计中的炉膛为研究对象,进行了BMCR工况下的静态仿真计算、O2/CO2容积比和摆角扰动试验。仿真结果表明,所建立的模型运行稳定,动态变化趋势合理,可为O2/CO2煤粉锅炉炉膛的控制系统设计和机组运行提供参考。     

掺烧高炉煤气对锅炉传热特性影响的研究

为了提高某300 MW电站中高炉煤气的掺烧比例,在混合燃料燃烧的热力计算方法的基础上,分别计算了不同煤种在不同高炉煤气掺烧比例时对理论燃烧温度、炉膛出口烟温、飞灰浓度、排烟温度、锅炉效率等方面的影响。计算结果表明,随着高炉煤气掺烧比例的增加,锅炉效率下降,排烟温度升高。当燃烧煤种1高炉煤气掺烧比例为20%时,排烟温度升高38℃,锅炉效率下降2.76%;当燃烧高灰份的煤种2高炉煤气掺烧比例为20%时,排烟温度升高45℃,锅炉效率下降3.49%。     

初始氧浓度对纵置煤粉炉组分及温度场影响的数值研究

在O2/CO2燃烧方式下,对设计的0.3 MW纵置炉在4组初始氧浓度Φ(O2=21%,30%,35%,40%)工况下的燃烧室内的组分场和温度场分布进行了数值研究。计算结果表明:随着初始氧浓度的提高,炉膛出口烟气中的CO和CO2平均浓度相应降低,各工况下炉膛出口CO2浓度都在87%以上;炉膛出口NO平均浓度先增加后降低。随着初始氧浓度的提高,炉内的火焰温度水平逐渐提高。在Φ=21%工况下,炉膛尾部平均温度较低,而在Φ=40%工况下,炉膛尾部温度偏高,在Φ=30%工况下,炉膛中心截面温度比较均匀。