1 000 MW超超临界锅炉燃烧优化调整对NOx排放及锅炉热效率的影响

为了控制NO_x排放,在3 100 t/h锅炉上进行了燃烧优化调整试验。通过调整二次风配风方式、主燃烧器上方的OFA风门开度、锅炉运行氧量、燃烧器与燃尽风摆角开度、燃尽风率和磨煤机的投运方式等因素,研究不同工况下炉膛出口NO_x浓度及锅炉热效率变化规律。试验表明:不同的配风方式下,束腰配风工况的锅炉热效率最高,炉膛出口NO_x排放量最低。主燃烧器上方的OFA风门开度在0%~25%之间变化时,炉膛出口NO_x浓度随着OFA风门开度的变大呈下降趋势;OFA风门开度在25%~100%之间变化时,炉膛出口NO_x浓度随着OFA风门开度的变大呈上升趋势;而OFA风门开度在0%~100%之间变化时,膛出口CO的浓度随着OFA风门开度的变大呈下降趋势。锅炉运行氧量变化对燃烧器区域火焰的平均温度影响较小,随着运行氧量的增加,锅炉热效率先升高后降低,而燃料型NO_x的生成量是随着运行氧量的增加而急剧增加的。在实际运行中,燃烧器的摆角向下倾斜,燃尽风的摆角向上倾斜能够延长火焰中心,防止主燃烧区局部高温发生,可以有效的抑制热力型NO_x的产生。在燃尽风率分别为10%、15%、20%和25%时,炉膛出口CO浓度和飞灰中的含碳量随着燃尽风率的升高而增加,炉膛出口NO_x浓度和锅炉热效率则随着燃尽风份额的增加而降低。     

600MW锅炉燃烧调整试验研究

为了解决广东某电厂600 MW锅炉NO_x排放量过高、炉膛出口烟气温度偏差较大、锅炉氧量控制不经济等问题,通过总风量试验、主燃烧器外二次风旋流强度调整试验、一次风速调整试验、燃尽风总量调整试验、煤粉细度调整试验、燃尽风燃烧器旋流强度调整试验、最佳运行方式调整试验等系统的锅炉调整方式,对锅炉进行燃烧调整试验。调整结果给出了不同负荷下锅炉的最佳运行方式,解决了锅炉面临的各种问题,达到了预想的效果。     

燃烧器改造前后炉内过程的数值模拟研究

针对一台130t／h切向燃烧锅炉炉膛出现的结渣问题的现场实验和数值模拟发现：炉内的空气动力场特性和较高的炉膛环境温度是炉膛结渣的主要原因。在此基础上，通过增加燃尽风和贴壁风对燃烧器进行局部改造和对燃烧器配风方式的调整，发现改造后炉内实际切圆直径减小，主燃烧区炉膛温度降低，同时贴壁风喷口附近壁面的02浓度增加。现场试验验证了方案的正确性，炉膛结渣消除，高负荷运行的稳定性大大增加．     

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。     

变磨煤机组合下的墙式对冲燃煤锅炉炉内燃烧特性数值模拟

为了研究亚临界墙式对冲燃煤锅炉变燃烧器组合工况下的炉内燃烧特性,建立了锅炉炉膛的研究模型,利用数值模拟方法对某电厂600 MW亚临界对冲燃煤锅炉开展了数值模拟研究,并分析了锅炉变燃烧器工况下对炉膛温度场和燃尽率的影响。结果表明:停用前墙上层燃烧器比停用后墙上层燃烧器的炉膛出口温度稍高;停用上层燃烧器比停用下层燃烧器更有利于煤粉燃尽和降低排放量;以上模拟分析为以后的锅炉运行的经济性和环保性提供指导依据。     

350MW煤粉锅炉低氮燃烧改造与参数优化设计

对某350 MW煤粉锅炉的低氮燃烧改造方案进行分析,采用数值模拟方法研究了不同工况下气流的速度场、炉膛温度场和NOx排放质量浓度,并与实测结果进行了对比.结果表明:延长并调整旋流燃烧器二次风的扩锥可降低NOx的排放质量浓度;改变燃尽风喷口结构,增大燃尽风风量,使主燃区总体处于还原性气氛,既有利于NOx的还原,又能有效控制炉膛出口烟气温度,缓解屏底结焦状况;数值模拟结果与实测结果吻合较好.     

300MW四角切圆燃烧锅炉低氮燃烧优化改造研究

针对某一电厂300MW四角切圆燃烧锅炉NO_x排放浓度高的问题,对锅炉制粉系统、燃烧系统进行了改造。将锅炉制粉系统由原来的钢球磨热风送粉系统改为乏气送粉系统,主燃烧器相应改造,同时在主燃烧器上方增加一段分离燃尽风燃烧器。改造后,锅炉NO_x排放浓度有较大幅度下降,效率也未有明显降低。     

1 000 MW超超临界锅炉燃烧系统数值模拟及工程应用

某电厂1 000 MW锅炉在运行中,存在炉渣可燃物偏高、再热蒸汽温度偏低、燃烧稳定性差、炉膛四角一次风配风不均等问题。利用专业数值计算软件对该四角切圆燃烧锅炉改造前及改造后炉膛内燃烧工况进行数值模拟。计算结果表明:落入冷灰斗的煤粉量由改前的0.065 kg/m~3减少为改造后的0.052 kg/m~3,减少约20%,最下层二次风集中布置增强了对煤粉的托举能力。改造后在燃烧器截面方向,炉膛中心低温区减少,炉膛四周环形高温区增大,炉膛截面热负荷提高。沿炉膛高度方向,炉膛底部燃烧器区域截面平均温度提高约50～80℃,有利于煤粉气流的着火及燃烧;炉膛上部主燃区截面平均温度提高约20～30℃,有利于提高再热蒸汽温度。最下层燃烧器喷口四角煤粉碳转化率由改造前平均约为92.2%提高至改造后93.1%。提出了底部一、二次风喷口改造,下组燃烧器区域敷设卫燃带,在一次风管道加装可调缩孔等方案。改造完成后,该锅炉可在500 MW低负荷可不投油稳定燃烧,炉渣可燃物降低至2.5%～5.5%,再热蒸汽温度有一定提高,锅炉运行状态良好,锅炉效率提高0.3%。     

锅炉风箱二次风流量分配对燃烧特性的影响

为了研究风箱二次风流量分配特性及其对锅炉燃烧特性的影响,在不同二次风风门开度工况下对一台600 MW超临界前后墙旋流对冲锅炉进行数值模拟。结果表明:在相同的二次风风门开度下,各燃烧器流量分配呈现出中间大、两边小的不均匀特性;随着二次分风风门开度减小,燃烧器流量分配不均匀特性逐渐增强,当二次风风门开度由100%减小到40%时,燃烧器之间的流量偏差系数由3.51%增加到6.17%;沿炉膛宽度方向,中心区域氧体积分数较高,两侧区域氧体积分数较低,靠近两侧墙燃烧器的煤粉未燃尽部分是锅炉煤粉未燃尽部分的主要来源;二次风流量分配不均匀性越大,飞灰含碳量、烟气中CO质量分数和炉膛出口NO_x质量分数越大;燃烧器流量分配不均,锅炉燃烧效率下降。     

燃烧器改造对低氮燃烧效果影响

为解决储仓式制粉系统、四角切圆燃烧方式的300 MW机组锅炉燃烧贫煤时炉膛出口排放NO_x质量浓度较高(900～1 000 mg/Nm~3)的问题,在进行燃烧器改造后炉膛出口排放NO_x质量浓度降至550 mg/Nm~3左右;国家和地方环保标准提高后需进一步降低,遂又进行了燃烧器三次风重新布置、部分三次风引入主燃烧区进行助燃改造,炉膛出口排放NO_x质量浓度降至480 mg/Nm~3左右,为同类型锅炉低氮燃烧改造提供了借鉴意义。     

210MW煤粉炉燃烧系统改进的数值模拟

运用CFD软件对某210 MW煤粉锅炉的燃烧过程进行三维数值模拟,针对锅炉实际存在温度分布不好、燃烧效率不高、结渣问题严重,对炉膛进行偏二次风、反切燃尽风及两者联用改进。结果表明:与设计工况相比,单独的小角度偏二次风改进下的炉膛燃烧区温度降低约300 K,水冷壁附近氧气浓度提高,减少了水冷壁的结渣和高温腐蚀;单独小风率反切燃尽风改造后的配风方式更合理,烟气的停留时间增加0.6 s,燃烧区温度提高约373 K,高温区域扩大,炉膛出口烟气热偏差系数减小约0.7%,提高了锅炉的燃烧效率和运行的安全性,但可能加重炉内结渣;二者联用改进既能够很好地改善炉膛的温度分布,扩大炉膛高温区域,提高燃烧区温度约353 K,同时能够减少燃烧器区域的结渣和高温腐蚀,减小炉膛出口烟气热偏差,采用二者联用改造对锅炉运行最为合适。     

600MW超超临界燃煤锅炉燃烧特性数值模拟研究

为了能提升锅炉燃烧特性,改进锅炉结焦难题,文中选取600 MW超超临界、直流、对冲燃烧锅炉作为研究对象,选用CFD数值模拟方法对该锅炉炉膛内二相流动性、燃烧现象、传热传质特性展开了仿真模拟根据数据分析燃烧器位置和燃尽风位置温度云图、炉膛温度场云图以及沿炉膛高度方向O₂浓度、CO浓度、CO₂云图分布情况,阐述了炉内的空气动力场、温度梯度。最终对炉膛展开了仿真模拟,发现最高温度和较大吸热量均出现在燃烧器的顶部位置,最高温度可以达到2 000 K。炉膛中部氧气浓度值减少,每层燃烧器部分区域因为空气填补存有起伏波动,燃尽风区域得到很多填补,但是随着高度的升高氧含量逐渐降低。为后续炉膛内结焦难题的解决和运行燃烧的改善提供指导和借鉴。     

低氮燃烧改造技术在中小型煤粉锅炉中的应用

以中小型煤粉锅炉为研究对象,考察分级燃烧技术在HG-266/9.8-YMI型锅炉低氮燃烧改造中应用情况。在炉膛下部采用WR型燃烧器形成主燃区,控制该区域过量空气系数α为0.85~0.9;在炉膛上部加装两层分离式火上风(SOFA)形成燃尽区,燃尽风率约为20%,从而实现分级燃烧。此外,结合改造后锅炉燃烧调整试验,在80%及95%锅炉负荷下,着重考察炉膛与风箱压差Δp、氧量O2、配风方式及制粉系统投运模式等运行因素对锅炉NO_x排放量的影响,明确锅炉最佳运行方式。结果表明,炉膛与风箱压差Δp维持在1 500~1 800 Pa,氧量O2控制在3.5%附近,并采用缩腰形配风方式,可使该锅炉在单磨运行时,NO_x排放量降低至346.4 mg/m3(标态);而在双磨运行时,NO_x排放量降低至387.4 mg/m3(标态)。     

旋流燃烧锅炉炉内温度场优化的数值研究

采用数值模拟方法对2台600 MW机组旋流燃烧锅炉炉内的空气动力场和温度场进行了分析研究.结果表明:采用旋流燃烧器可改善沿炉膛宽度方向的热偏差状况;运行中增加燃尽风量、减弱二次风旋流强度会导致炉膛出口烟温升高;通过合理组织燃烧器旋向,可使炉膛出口温度场分布更趋于均匀.     

燃烧器摆角对锅炉燃烧影响的数值模拟研究

利用数值模拟方法,对某切圆燃烧锅炉煤粉燃烧进行研究分析。通过调整燃烧器竖直摆角从而改变炉内温度场,达到优化燃烧的目的。模拟中以炉膛出口烟温表征烟气温度对蒸汽温度的影响,并且还考虑了燃烧调整后锅炉结渣和煤粉燃尽率的问题。模拟结果表明,燃烧器的竖直摆角由0°调整至25°,炉膛出口烟温提高65℃,而煤粉燃尽率由99.96%下降至99.33%,降幅较小;通过对主燃区的温度场和前墙和左墙距离受热面0.1 m处截面的温度进行分析,结果表明,提高摆角后水冷壁区域热负荷减小,受热面结渣程度有所改善。说明通过调整燃烧器的竖直摆角,在一定程度上可改变锅炉火焰高度,从而达到优化燃烧的目的,这可为类似机组提供指导性的建议。     

燃尽风射流形式对墙式对冲煤粉锅炉低氮燃烧改造的影响

采用数值模拟方法对某330 MW亚临界墙式对冲煤粉锅炉低氮燃烧改造进行了研究,在燃尽风风率、喷口中心距最上层煤粉燃烧器的高度及喷口面积保持一致的条件下,分析了不同燃尽风射流形式对炉内高温黏性火焰的穿透能力及改造工况燃尽率和NOx生成情况的影响.结果表明:圆形直流燃尽风的穿透能力最强,矩形直流燃尽风次之,同心圆式的内直外旋燃尽风最弱;圆形直流燃尽风在炉膛高度横截面上射流根部的覆盖范围和沿烟气流程的气流层厚度综合水平最低,CO浓度最高;内直外旋的燃尽风射流形式由于射流后期与高温烟气混合剧烈,燃尽特性最好,炉膛飞灰含碳量最低;3种射流形式的燃尽风对NOx浓度几乎没有影响.     

深度空气分级对旋风燃烧锅炉NOx释放影响研究

针对纯燃高碱煤旋风液态排渣锅炉局部高温以及NO_x排放高等问题，通过ANSYS软件数值研究了不同深度空气分级方案对旋风液态排渣锅炉炉内温度场、组分场及NO_x浓度分布的影响。研究结果表明：深度空气分级燃烧不同工况设置合理，形成了良好的富燃料的主燃区与富氧燃尽区，炉内燃烧稳定，旋风燃烧器逆向布置可促进煤粉燃尽，提高锅炉效率。不同深度空气分级工况下，炉内各组分分布特性一致。同时确定了主燃区最佳过量空气系数为0.85,燃尽风量选用逐层降低布置可实现最佳低氮排放，炉膛出口烟温最低为1 375.45 K,炉膛出口NO_x浓度最低为391.14 mg/m³。     

探究燃尽风对主再热汽温的影响

本文探究了燃尽风挡板开度对四角切圆锅炉主再热汽温的影响。对于有6层燃尽风燃烧器的典型锅炉,开大下三层燃尽风开度,有利于调节主汽温度;开大上三层燃尽风开度,有利于调节再热气温。     

650 MW超临界锅炉低氮燃烧器改造后的主要问题与优化调整

针对某650 MW锅炉低氮燃烧器改造后出现再热汽温超温、减温水量偏大等问题,首先介绍低氮燃烧器改造情况,分析了由于燃烧器改造造成燃烧工况改变引起再热蒸汽超温等问题的具体原因,并提出了解决方案。经采取相关优化调整措施后,锅炉超温工况得到有效控制,再热器平均减温水用量由优化前大于50 t/h降低至20 t/h以下;通过优化辅助风与燃尽风的配比,控制炉膛火焰中心以及优化制粉系统运行与锅炉吹灰方式,有效解决了锅炉现场运行中因设备运行工况变化造成的灰渣可燃物偏高问题,锅炉热效率由优化前的93.77%提升到94.20%。     

600 MW燃用褐煤墙式切圆锅炉运行中存在的问题分析及优化措施

对某台采用四墙布置燃烧器切圆燃烧的600 MW超临界锅炉进行了优化调整试验和数值模拟,对锅炉存在的水冷壁严重结焦、超温爆管、炉膛出口速度及烟温偏差问题的原因进行了研究。结果表明：锅炉炉膛出口左、右侧存在速度与烟温偏差,燃尽风的投切对炉膛出口气流速度分布影响很大;提高一次风率对提高制粉系统出力有利,但过高的一次风率（40%以上）是导致锅炉发生水冷壁结焦和局部超温爆管的主要原因;一次风率控制在设计值36%左右,锅炉的运行状态明显改善。