富氧燃烧循环流化床锅炉炉内传热特性

针对富氧燃烧循环流化床锅炉(circulating fluidized bed boiler,CFBB)炉内传热特性进行了研究。考虑气体辐射对传热系数的影响,建立了CFBB富氧燃烧下的传热模型。以一台440t/h循环流化床锅炉为例,通过模型分析了炉内传热情况,并和空气燃烧模式下的传热特性进行比较。进行了氧气浓度在30％、50％、70％气氛下的CFBB炉膛概念性设计。在循环流化床锅炉炉内传热中,灰占主导作用,烟气成分变化对传热系数影响不大。氧气浓度越高,越有必要设置外置换热器来维持炉膛正常运行。     

富氧燃烧下循环流化床锅炉稀相区传热模型研究

参考国内外相关循环流化床锅炉的传热模型,建立了富氧燃烧条件下循环流化床锅炉稀相区传热模型,对影响传热系数的主要参数进行研究,发现富氧条件下循环流化床锅炉稀相区的传热系数并没有明显变化,烟气成分变化对传热系数的变化影响不大,影响传热的主要因素为循环灰和炉温,并通过试验进行验证。本模型能够较好地反映循环流化床锅炉的传热过程,为富氧燃烧下循环流化床的设计提供参考。     

富氧燃烧锅炉传热特征分析及设计优化

为了获得适用于富氧燃烧锅炉的设计方法,以200 MW 富氧燃烧锅炉为研究对象,通过理论计算得出：高烟温区段,富氧燃烧烟气中三原子气体浓度升高,导致辐射传热增强,受热面传热量要高于空气燃烧气氛。而在低烟温区段,烟气量减少导致流速降低,对流传热减弱,传热量小于空气燃烧气氛;在分析富氧燃烧锅炉传热特性基础上,提出了富氧燃烧锅炉烟气通流截面积、各换热面积的设计优化方法。相比空气气氛,在26%氧浓度条件下,富氧燃烧干循环锅炉各受热面烟气通流截面积减少15%～21%,湿循环减少13%～24%,干循环锅炉受热面减少9%～32%,湿循环减少7%～35%。富氧气氛燃烧条件下锅炉烟气流速能够达到锅炉设计规范要求,各受热面传热量与空气燃烧传热量基本保持一致。     

循环流化床富氧燃烧的炉膛传热特性

在炉膛直径140mm、高6000mm的0.15MW循环流化床试验系统上,对高氧气浓度下循环流化床燃烧的传热特性进行了研究.在高氧气浓度(39.8％～50.7％)下,分别进行了O2/N2及O2/CO2气氛下煤的燃烧试验.研究结果表明,在高氧气浓度下,试验系统的传热稳定;流化风速、二次风率及燃烧气氛等参数对炉膛总传热系数几乎没有影响;该试验系统的炉膛总传热系数约为27 W/(m2·K),该数值可以为类似传热方式的试验系统设计提供参考.     

循环流化床锅炉富氧燃烧与CO_2捕集发电机组运行能耗影响因素分析

在干、湿烟气再循环方式下,建立采用空气启动方式的富氧燃烧循环流化床锅炉助燃气体动态计算模型和烟气成分动态变化计算模型。基于实际气体的P-R状态方程,采用偏离函数法建立空气分离单元和CO_2压缩纯化单元运行能耗计算模型。在此基础上,对循环流化床锅炉富氧燃烧与CO_2捕集发电机组的运行能耗影响因素进行定量分析计算,得到氧气纯度、氧气浓度、过量氧气系数、锅炉漏风系数及不同烟气再循环方式对发电机组运行能耗的影响。     

循环流化床锅炉燃烧过程分析

循环流化床锅炉燃烧是一个特殊的气固两相流动中发生的物理化学过程,其内部的气体和固体颗粒运动对于燃烧过程顺利进行具有十分重要的作用.通过对循环流化床锅炉的燃烧过程分析,为循环流化床锅炉性能设计、炉内传热研究及锅炉运行调试提供了参考.     

0.15MW循环流化床富氧燃烧试验研究

在炉膛直径140mm,高6000mm的0.15MW循环流化床富氧燃烧试验台上,进行O2/N2气氛高氧气浓度下神木煤的燃烧试验.在50％的整体氧气浓度下实现了稳定的循环流化床富氧燃烧,无局部高温出现;选择适合的一次风率和一次风氧气浓度可有效降低CO、NO和SO2的排放量,但对N2O排放量的影响不大;适当提高二次风口位置,CO和NO的排放量减少,但N2O和SO2的排放量基本不变;通过优化配风,神木煤的燃烧效率从93.80％提高到了96.24％,提高一次风氧气浓度和降低一次风率都有利于神木煤的燃尽.     

75t/h加压/常压富氧燃烧循环流化床锅炉方案设计及分析

采用加压/常压富氧燃烧循环流化床技术时,随着炉膛入口平均氧浓度和压力的升高,烟气体积不断减小,为确保一定的炉膛空截面烟气速度,炉膛横截面积需相应减小,导致炉膛布置受热面的空间减小,使炉膛温度控制的问题更加突出;同时,若锅炉各受热面的布置方式不当,也会导致部分受热面的传热温差不合理,不利于锅炉的初投资和正常运行。文中进行75t/h工业规模加压/常压富氧燃烧循环流化床锅炉的方案设计,提出富氧燃烧条件下循环流化床锅炉灰平衡和烟气成分的计算方法,着重分析炉膛入口平均氧浓度和压力对烟气循环倍率、锅炉结构、外置式换热器布置和锅炉各受热面吸热量分配等的影响规律。在加压/常压富氧燃烧条件下,随着炉膛入口平均氧浓度和压力的升高,可通过拔高炉膛、增设外置式换热器、屏式过热器等对锅炉各受热面吸热份额进行调整,使锅炉各受热面均在合理的参数范围内运行。     

超超临界350 MW富氧燃烧循环流化床设计

富氧燃烧循环流化床是一种新型的碳捕集技术,具有广泛的应用前景。O2/CO2气氛下锅炉受热面的布置与热负荷的分配是阻挠富氧燃烧循环流化床进一步示范的关键问题。本文分别采用Johnsson模型和颗粒团更新模型对350 MW机组循环流化床锅炉进行一维建模,对氧体积分数为30%的富氧燃烧循环流化床锅炉进行了耦合汽水系统的总体概念设计,并与空气燃烧的同等级循环流化床锅炉尺寸进行了对比。结果表明:富氧燃烧循环流化床锅炉的排烟热损失大大减小,设计锅炉热效率可达94.18%;富氧燃烧循环流化床锅炉布风板面积、炉膛截面积以及尾部烟道面积均比空气燃烧循环流化床锅炉大幅减小,但需要增设外置床换热器来吸收热负荷。本研究对富氧燃烧循环流化床锅炉的进一步放大具有借鉴意义。     

富氧燃烧锅炉辐射传热特性数值模拟研究

为研究富氧燃烧与空气燃烧锅炉之间的辐射传热特性差异,并为设计或改造新型富氧燃烧系统提供所需的理论指导,对2种燃烧方式下的炉膛流场与传热分布特性进行了数值模拟研究。首先对富氧燃烧数值模拟采用改进灰色气体加权和（WSGG）模型计算气体吸收系数的必要性进行了探讨,并将Johansson WSGG模型结合进入燃煤锅炉的CFD模型框架内,使CFD数值模型适用于富氧燃烧的辐射传热计算。在此基础上对某330 MW机组锅炉分别采用干、湿烟气再循环富氧燃烧方式及空气燃烧方式的炉膛流场与传热分布特性等进行了对比分析。结果表明:在锅炉煤量、入口气体质量流量和氧量皆相同情况下,不同燃烧方式间燃烧烟气成分及物性的差异使富氧燃烧与空气燃烧锅炉在流场、温度与炉膛传热分布等方面皆呈现出较明显的差异;富氧燃烧烟气中所富含的CO2和H2O的比热容高于N2,使采用湿烟气循环方式富氧燃烧锅炉炉膛的整体温度和吸热量明显低于空气燃烧;同时,由于CO2的密度高于N2,富氧燃烧锅炉的整体流速低于空气燃烧锅炉,并影响了炉内的温度与传热分布。在设计富氧燃烧系统或改造现有空气燃烧系统时应考虑富氧燃烧与空气燃烧锅炉在炉膛流场与传热方面的差异,合理安排锅炉的传热分布,避免或减少锅炉受热面的改动。     

浓淡燃烧器的燃烧调整试验研究

通过对双鸭山发电厂1#炉浓淡型燃烧器的冷态空气动力场及燃烧调整的试验研究,解决了其燃烧不稳及大渣含碳量高等问题。     

峰谷形燃烧对炉内燃烧特性影响的数值模拟

为了深度降低燃煤锅炉的NO_x排放,需要对常规低NO_x燃烧方式做进一步优化。对某采用低NO_x燃烧技术的超超临界锅炉进行数值模拟,研究了“峰谷形燃烧”模式对炉内温度场、组分场、燃尽率和底渣量的影响,并与常规低NO_x燃烧模式进行了比较。结果表明：在保持还原区及燃尽区过量空气系数不变的前提下,“峰谷形燃烧”模式可以较常规低NO_x燃烧模式更进一步降低NO_x排放,不会对整个炉膛内的燃烧、温度分布、炉底渣量和煤粉的燃尽产生明显的影响;某优化工况下,炉膛出口NO_x含量可以较常规低NO_x燃烧模式深度降低达12%。     

绝热燃烧室内弛放气燃烧特性的实验研究

为保证多联产系统中燃气-蒸汽联合循环发电系统稳定运转,使燃料气能够稳定、充分地燃烧,确保燃气轮机的安全运行,通过设计的实验系统,对弛放气燃烧特性进行了系统的实验研究。采集了在燃烧喷嘴直径一定、燃气流量一定的条件下,弛放气在绝热燃烧室内扩散燃烧时的温度和燃烧产物浓度随过量空气系数变化的数据,得到了在不同过量空气系数下燃烧室内径向温度分布和轴向温度分布的数据及燃烧产物浓度的变化规律。为多联产系统燃气-蒸汽联合循环发电系统控制方案的制定提供了依据。     

矿物成分对超细化煤粉燃烧特性影响的实验研究

采用热天平研究了超细化鹤岗、铁法、准葛尔3种脱灰煤样(HCl/HF脱灰)，及分别添加NaOH、KOH、MgO、CaO、Al2O3和Fe2O3矿物成分制成试验样品的燃烧特性。实验中气体流量为50mL/min，氧气体积百分比浓度为20%，升温速率为20℃/min。通过对所获得的热失重(TG)和失重微分(DTG)曲线的分析，比较了各种矿物质对3个煤种燃烧特性的影响。结果发现，NaOH、KOH使鹤岗、准噶尔和铁法煤的脱灰样品的着火降低50℃左右，最大失重速率温度和活化能降低；Fe2O3提高了3种脱灰煤样的着火温度，抑制挥发分反应活性；Mg、Ca、Al、Fe对3种脱灰煤样影响不同，与煤的品种有关。     

6FA燃机DLN2.6燃烧系统燃烧特性分析

分析了DLN2.6燃烧系统的结构特点以及运行模式,并对燃烧调整过程记录的数据进行分析,得到如下结论：对于DLN2.6燃烧系统,控制系统中PM split数值与实际燃料流量分配值不是同一个概念,PM1 split会影响PM1、PM3以及PM2喷嘴流量;PM3 split会影响PM3、PM2喷嘴流量。在预混模式运行过程中,局部燃空比较高的喷嘴对燃气轮机污染物排放以及压力脉动指标影响显著,影响程度随着负荷的变化而改变。在调整过程中某个燃烧器压力脉动值异常增加应考虑喷嘴通流状态是否异常。     

煤矸石综合燃烧性能及其燃烧动力学特性研究

为了高效地利用煤矸石,有必要对其燃烧过程进行研究。文中利用热重法分析了煤矸石的综合燃烧特性、反应放热性能和动力学特性,对有双峰燃烧曲线的煤矸石的第2个峰进行了研究,分析了后期的燃烧性能,并计算出燃烧过程的动力学参数。结果表明,煤矸石中挥发分含量越高,燃烧越剧烈,且由于挥发分的燃烧占主要地位,其综合燃烧性能越好;煤矸石的挥发分含量比较高,固定碳含量小,其后期燃烧性能比较好,比较容易燃尽;燃烧放热分为两个阶段,在燃烧前期,挥发分剧烈燃烧,有明显的放热峰,燃烧后期没有明显的放热峰;煤矸石在燃烧低温段的反应级数为1.5左右,活化能较低,在高温段反应级数为2.0左右,活化能较高。     

高压燃烧室进气雷诺数对旋流预混燃烧特性的影响

采用数值模拟的方法对干式低排放高压燃烧室的燃烧特性进行研究,通过与文献中实验数据对比,验证了模型的正确性。分析了不同进气雷诺数下燃烧室的速度场、压力场及燃烧室出口截面温度的分布情况。结果表明,雷诺数对燃烧室内的流场影响较大。随着雷诺数的增加,燃烧室的回流区范围增大,燃气流速增加。燃烧室出口温度上升,燃烧室出口截面中心区域温度由外向内呈升高趋势。     

炉内空气分级低NO_x燃烧技术

通过对氮氧化物生成机理的分析,论述了降低氮氧化物生成的基本途径和炉内空气分级燃烧脱硝的基本原理。通过实例考察了火上风量、径向空气分布、炉内氧量、炉内负荷和三次风投停对氮氧化物排放量的影响,说明炉内空气分级燃烧技术是降低煤粉炉NOx排放量的有效方法。     

电站锅炉四角切圆燃烧技术刍议

根据国内四角切圆燃烧的电站锅炉设计特点,从燃烧经济性、低负荷适应能力、降低ＮＯｘ排放水平、防止结渣和减轻炉膛出口烟温偏差方面进行了论述,对四角切圆燃烧技术的优缺点及今后的研究方向提出了的意见,并借鉴国外一些先进设计事例为我国电站锅炉的设计提供参考。     

混煤燃烧技术研究进展

煤炭市场紧张造成锅炉入炉煤种多变,严重影响电站锅炉运行的经济性和安全性,因而有必要针对混煤燃烧技术开展深入研究。详细介绍了混煤燃烧技术的研究进展,为更好的通过单煤特性指标准确预测混煤特性指标以及对混煤配比进行优化分析提供理论参考和依据。