350MW燃煤锅炉燃烧过程和NOx排放的数值研究

采用IPSA两相流动模型、煤粉燃烧综合模型以及后处理的NOx生成模型,对一台350MW锅炉煤粉燃烧过程和NOx排放进行了数值计算,得出了炉内燃烧器区域以及炉膛出口的烟气温度场和燃烧产物的组分浓度分布．炉膛出口处模拟结果与锅炉热态试验数据进行了比较,两者吻合情况较好．另外,重点分析了炉内煤粉燃烧过程和NOx排放沿燃烧器出口中心线和炉膛高度方向上的生成规律,得出了NOx的主要生成区域,并指出了降低NOx排放的控制技术．     

燃尽风率变化对电站锅炉NO_x排放特性影响的数值模拟

燃尽风率是决定燃尽风技术降低NOx排放量的关键因素.对一300 MW机组四角切圆锅炉炉内煤粉燃烧过程进行了不同燃尽风率条件下的数值模拟.分析研究了燃尽风率对炉内温度、O2、CO浓度分布、 NOx排放特性和飞灰含碳的影响规律.分析结果表明:随着燃尽风率的增加,炉内温度水平会降低,在煤粉燃烧区域氧浓度降低,CO浓度升高,炉内NOx浓度明显下降,炉膛出口NOx排放量线性降低;在燃尽风率为5.5%到8.5%之间时,燃尽风率增大飞灰含碳量降低,当燃尽风率增大到8.5%以上时会引起飞灰含碳量的升高.     

300MW机组锅炉低NO_x燃烧器改造试验研究

采用新一代水平煤粉浓淡燃烧器对300 MW机组贫煤锅炉低进行改造,在主燃区上方安装4层燃尽风喷口,采用燃料水平分级和燃尽风空气垂直分级耦合而成的立体分级技术降低NOx的排放量。结果表明,氮氧化物的排放量有了明显的减少,浓度降幅在40%~50%;当采取倒塔配风方式运行时,降低氮氧化物效果最为明显,且锅炉的热效率也略有提高。     

径向浓缩旋流煤粉燃烧器的特性及应用

旋流煤粉燃烧器的一次风径向浓缩，强化了其分级燃烧特性，提高了燃烧的稳定性，并具备了防止水冷壁高温腐蚀和结渣的能力．该特性由径向浓缩旋流煤粉燃烧器的冷态混合特性试验及在电厂锅炉燃烧器的改造应用中得到证实     

径向浓缩旋流人燃烧器的特性及应用

旋流煤粉燃烧器的一次风径向浓缩，强化了其分级燃烧特性，提高了燃烧的稳定性，并具备了防上上水冷壁高温腐蚀和结渣的能力，该特性由径向浓缩旋流煤粉燃烧器的冷态混合特性试验及在电厂锅炉燃烧器的改造应用中得到证实。     

六角切圆炉膛气流流动特性的数值模拟

在试验研究的基础上,采用K-ε双方程湍流模型对六角切圆燃烧锅炉进行冷态数值模拟,研究炉内气流流动特性,突出原始设计工况与各种改进工况的对比,分析原型锅炉受热面结渣的原因,数值模拟研究发现,燃烧器六角布置的锅炉具有不同于四角锅炉的独特的炉内空气动力场,侧墙燃烧器对炉内流场影响较大,上排燃烧器二次风假想切圆加大有利于炉内燃烧,与试验结果吻合较好,适当加大二次风假想切圆直径成为工程改造的有效方案。     

关于低氮燃烧器掺烧不同煤质的改造

对东锅DGl025／18．2-Ⅱ4型锅炉所配备的百叶窗式水平浓淡燃烧器进行改造,采用分层燃烧技术,保留原主燃烧区域基本格局不变,一次风喷口采用宽钝体大回流式垂直浓淡燃烧器;增大底部AA层二次风喷口,使托粉能力增强;将Y层三次风下移到C、D两组燃烧器之间,将三次风中携带的煤粉送人主燃烧区域的高温区域;在A层燃烧器区域增加微油点火装置;在三次风附近低温区域布置适量卫燃带,优化煤粉燃尽条件,并保证主、再热蒸汽气温。改造后锅炉效率提高了2．52％,且锅炉运行正常。     

假想圆对六角燃烧器区域气流旋转特性的影响

针对某六角切圆燃烧煤粉锅炉存在的受热面结渣问题,应用激光多普勒测速仪(PDA),对燃烧器出口区域气流的旋转特性进行了三维冷态试验研究,采用标准的k-ε双方程湍流模型进行了数值模拟研究,安排了原始设计工况和加大上层燃烧器二次风假想切圆直径的改进工况．研究结果表明,燃烧器六角布置的锅炉,炉内气流旋转较弱,炉膛角部出现二次旋涡,主旋转气流呈动态椭圆形．适当地采用一、二次风同心双切圆布置形式,能够有效地改善炉内气流的旋转特性,从而抑制受热面结渣现象的发生．     

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。     

改造后的低氮燃烧器燃烧调整试验

为保证改造后锅炉的燃烧稳定性、经济性和NOx排放量,针对改造后锅炉进行热态燃烧调整试验研究。针对某电厂520t/h贫煤锅炉NOx排放量高的问题,提出锅炉低氮燃烧器的改造方案,并在改造后的锅炉上进行冷态及热态燃烧调整试验研究。试验结果表明:采用设计的空气分级水平浓淡低氮燃烧器后,冷态炉内动力场正常,炉膛出口折算到标准状态下,6%氧含量的NOx排放浓度由改造前的900mg/Nm3,降低至414.69mg/Nm3,NOx排放量降低50%,锅炉效率降低小于0.4%。目前,该锅炉能够长时间满出力运行,炉膛出口NOx排放量始终不大于480mg/Nm3。     

600MW机组中心给粉旋流燃烧技术改造试验研究

使用中心给粉旋流燃烧技术,对600MW机组锅炉的燃烧系统进行改造,实现燃料的浓淡燃烧及空气在径向和轴向的分级。对旋流燃烧器二次风挡板和叶片进行了优化选取试验,探究炉内的结焦问题。对不同燃尽风量和氧量条件下的燃烧过程进行了试验研究,研究结果表明,改造后NOx排放量明显降低了30%~40%,而且通过对回流区起点位置的推迟,解决了炉内的结焦问题。     

高炉煤气/煤粉混烧锅炉燃尽风优化数值模拟

针对某300 MW高炉煤气/煤粉混烧锅炉,基于Fluent数值模拟软件,对二次风中3种燃尽风配比(19.4%,25%,40%)下的炉内燃烧过程进行数值模拟。计算结果表明:燃尽风配比的增加会造成下层高炉煤气的不完全燃烧,炉膛温度明显降低,同时NO生成量也会显著减少。3种工况下炉内最高温度均出现在燃烧器上部区域,温度分布与各组分浓度分布成对应关系,高温区对应着CO高浓度区和CO2,O2低浓度区。工程实践表明,数值计算结果与实际运行数据吻合良好。     

四角切圆燃烧锅炉燃尽风反切燃烧方式的模拟研究

为了研究炉膛出口烟温、烟速偏差的形成机理,解决四角切圆燃烧锅炉炉膛出口的烟温差、烟速偏差过大的问题,基于Fluent软件,采用燃尽风反切技术,对某电厂一台350 MW的超临界四角切圆燃烧锅炉炉内流场进行了数值模拟,在燃尽风风率保持在0.25不变的情况下,通过分析比较不同燃尽风反切工况下炉内的流场、相对切圆直径、炉膛出口残余旋转强度、速度分布不均匀系数的变化,得出以下结果:燃尽风反切角度在15°时,炉内气流稳定,炉膛出口气流旋转强度较弱.该结果对新建机组的设计和在役机组的改造具有参考价值.     

300MW燃煤锅炉低氮燃烧器改造及试验研究

针对某机组锅炉燃烧效率低、中低负荷时NOx排放浓度高等问题,分析了锅炉的燃烧特性,通过采取锅炉燃烧器改造、煤粉浓缩器改造、分级风布置优化等措施,降低了 NOx排放量,减轻了脱硝、脱硫系统运行压力,达到了预期效果.     

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.     

阳城电厂#6锅炉燃烧调整技术报告

阳城国际发电有限责任公司#6炉W火焰锅炉燃烧调整的过程中发生了燃烧不稳、高负荷灭火、氧量沿炉膛分布不均等问题,这些问题严重的影响了拍炉的正常安全稳定的运行,同时由于锅炉实际使用煤种与设计煤种偏离较大,造成了煤耗较高、无法带高负荷等问题。此次燃烧调整通过冷态调整试验、冷态烟风系统所有挡板全面检查、磨煤机一次风标定、辅助风的优化、热态档板调整、拱上二次风档板调整、垂直墙二次风档板调整、消旋杆调整、煤粉细度调整、过剩空气系数调整等已达到优化和改善锅炉的目的。     

燃烧器布置对1 000 MW锅炉热偏差的影响

为改善单炉膛双切圆锅炉燃烧器墙式布置时炉内形成"冷热角"、易结渣的问题,提出一种新型燃烧器布置方式.利用Fluent软件模拟一台1 000 MW超超临界锅炉燃烧器布置对炉内流场和炉膛上部受热面热偏差的影响.结果表明,燃烧器采用半墙式半角式布置方式可以有效改善炉内的斜椭圆流场,降低前墙中部区域的温度,同时使火焰中心上移,屏底温度增加;气流旋转动量的增大导致切向速度提升,切圆直径增大,炉内气流有偏向侧墙的趋势.对于炉膛出口各截面的烟气速度、温度分布不均匀性和炉膛上部受热面热偏差增加问题,可以采用燃尽风偏转等措施来减小热偏差.     

燃烧器墙式布置锅炉燃烧器区域湍流特性研究

针对某六角切圆燃烧锅炉存在的受热面结渣等问题，将PDA气、固两相测量技术应用于六角切圆燃烧锅炉，通过理论分析，将上层燃烧器一、二次风改为同心双切圆布置形式，对燃烧器区域的湍流特性进行冷态试验研究，探索试验原型的结渣原因。改进前后对比可见，改进的结构在一定程度上弥补了六角煤粉炉性能上的不足；适当地采用一、二次风同心双切圆布置形式，能够有效地改善炉内的湍流特性，从而抑制结渣现象的发生。     

一次风的风粉偏差对烟温偏斜影响的试验和理论研究

四角切圆燃烧煤粉锅炉同层4根一次风管的风速调平和煤粉浓度调平非常重要,某锅炉制粉系统经过冷态和热态一次风速调平后,水平烟道的烟温偏差并未得到有效缓解,原因是煤粉量分配仍存在较大的偏差。通过现场试验和数值模拟相结合的方法分析了风速偏差和煤粉量偏差对锅炉炉内燃烧的空气动力场和温度场的影响,结果表明:风速偏差对炉内空气动力场和温度场均有较大的影响,而煤粉量偏差对炉内空气动力场的影响不大,但对炉内温度场则影响较大;一次风管内的煤粉量随着一次风速和管路阻力的增加而增加,在保证一次风速平衡的前提下,还要兼顾同层4根一次风管煤粉量的平衡。     

影响常规煤粉再燃效果的主要因素

在一台HG-410/9.8-YW15型锅炉上进行了常规细度煤粉再燃示范,研究了再燃燃料质量比、燃尽风率、炉膛出口氧气体积分数和磨煤机投运方式等运行参数对再燃效果的影响.采用常规煤粉再燃可在不影响锅炉蒸汽参数和锅炉效率的前提下大幅降低NOx排放.当再燃燃料质量比大于24%时,提高再燃燃料比例对于提高NOx脱除效率意义不大.提高燃尽风率可以明显降低锅炉NOx排放,同时飞灰可燃物质量分数变化很小.炉膛出口氧气体积分数不仅影响NOx排放水平,还是影响飞灰可燃物质量分数的关键因素;综合考虑两方面,氧气体积分数一般不宜低于2.9%.虽然三次风布置在主燃区,三次风量对NOx排放的影响仍十分明显,三次风量增大,NOx生成量显著提高.再燃技术方案在锅炉低负荷运行时仍能将NOx排放控制在较低水平.