燃煤耦合污泥焚烧发电技术研究进展

焚烧法作为实现我国污泥快速减量化、无害化处置的主流方式得到广泛应用,而在“双碳”减排目标的推动下,燃煤耦合污泥焚烧发电技术能有效实现燃煤低碳减排和污泥清洁焚烧处置。然而,现阶段燃煤耦合污泥焚烧发电技术在锅炉结焦结渣、燃烧污染物排放和技术经济性等方面仍存在较多问题。总结了污泥基本理化性质、水分赋存形态、煤质指标和不同干化技术,对比分析了湿污泥直接掺烧、烟气直接干化污泥后掺烧和饱和蒸气间接干化污泥后掺烧这3种技术路线的优缺点,并结合我国燃煤耦合污泥发电典型工程项目的技术参数进行深入分析。实践表明,湿污泥直接掺烧存在燃烧工况稳定性差、处置量低等问题,而“干化+掺烧”技术路线能在保证燃烧热稳定性的基础上实现较大的污泥处置量。考虑到烟气直接干化污泥存在粉尘爆炸风险高、烟气量需求大等问题,利用饱和蒸气间接干化污泥后掺烧燃烧效果较好。在污泥间接干化技术中,桨叶式干化和圆盘式干化热效率高、粉尘产生量低、占地面积小。由于污泥干化过程中存在黏滞性,需选取合适的干化模型对传热传质过程进行分析。我国燃煤耦合污泥发电典型工程项目运行实践表明,污泥掺烧比例控制在较佳范围时,既能保证燃煤机组燃烧热效率,又能满足常规...     

含油污泥在煤粉锅炉雾化喷燃的研究分析

为了高效低成本处理含油污泥,提出了含油污泥在煤粉锅炉雾化喷燃的工艺。重点介绍了采用雾化喷燃含油污泥的过程,揭示了含水率对于污泥特性影响,探讨了在不同含油污泥与煤混烧比条件下,锅炉效率和污染物排放的变化规律。结果发现污泥含水率越低,炉膛里面的能量损失越小。含水率为90%时,具有较优流动特性。掺烧污泥对燃煤锅炉效率影响较小,在最大污泥掺烧比条件下混合燃烧效率比煤粉单独燃烧时锅炉效率仅减小0.17%。掺烧处理每吨污泥耗煤0.14t。分析表明:处理某大型化工厂的3万t/a污泥的运行费用折合标准煤为4 248t。因此,污掺烧具有较好的环保经济效益。     

燃煤机组耦合蒸气干化污泥能耗特性试验

煤与蒸气干化污泥耦合掺烧是一种大规模处置污泥的技术手段,而蒸气干化污泥掺烧对机组能耗的影响规律尚不明确。对某350 MW燃煤机组开展蒸气干化污泥掺烧性能试验,研究蒸气干化污泥对锅炉效率、厂用电率、汽机热耗率、机组能耗率等的影响。试验期间,湿污泥处理量设定为8.00 t/h,利用污泥干化机将湿污泥含水率从80%分别干化至60%、40%。结果表明,蒸气干化污泥耦合发电时,机组能耗率上升,其中,锅炉效率下降主要是因为排烟热损失和固体未完全燃烧热损失增加,汽机热耗率上升是由于干化蒸气消耗,机组厂用电率上升主要是由于风机系统电耗和脱硫系统电耗上升。污泥干化程度越高,锅炉效率下降幅度越小,汽机热耗率上升幅度越大,机组厂用电率上升幅度越小。利用蒸气将污泥含水率从80%干化至40%,机组供电燃料耗率略有下降,机组供电燃料耗率变化量从2.039 g/kWh降至1.904 g/kWh。当机组掺烧湿污泥时,锅炉效率下降和厂用电率上升是造成机组能耗率上升的主要因素;当机组掺烧蒸气干化污泥时,汽机热耗率上升是导致机组能耗率上升的关键因素。本研究为蒸气干化污泥耦合发电机组能耗评估提供了理论和数据支撑。     

660 MWe机组煤粉炉耦合生物质气燃烧污染物排放分析

为分析煤粉炉掺烧生物质气对耦合锅炉运行性能的影响，基于660 MWe燃煤锅炉和30 t/h生物质气化炉，搭建生物质气化耦合燃煤锅炉系统模型。在额定工况下，选取松木、木屑、污泥3种生物质，研究气化过程；并将最佳气化条件下得到的生物质气引入锅炉进行混合燃烧，研究不同生物质气对锅炉运行及燃烧产物的影响规律。结果表明，生物质气化热效率在最佳空燃比下均可达90%以上。与纯煤燃烧工况相比，耦合工况的炉膛燃烧温度均有所下降，最高下降9.43℃;生物质气掺烧使锅炉效率略下降，而耦合系统的生物质利用效率均可达84%以上；且耦合燃烧减少了CO₂排放量，其中松木气掺烧时CO₂减排量最大，为2.62×10⁵ t/a。耦合系统中NO_x生成量与炉膛燃烧温度和生物质气中CH₄含量明显相关，其中木屑气耦合燃烧生成的NO_x质量浓度下降最多，为167.16 mg/m³;而SO_x生成与生物质成分密切相关，其中松木气耦合燃烧生成的SO_x     

工业废水处理剩余污泥的燃烧试验

将脱水后含水率为85%的化工污水处理的剩余污泥,按不同的比例掺混在燃煤中,通过CRF半工业化热态试验台的模拟燃烧,研究了污泥掺混后对锅炉受热面的工作安全性、燃烧稳定性、燃烧效率以及烟气排放、灰渣成分的变化情况。污泥掺混比例不大于6%,对煤粉锅炉受热面工作安全性不会产生不良影响,掺混比例不大于2%时,排放的烟气能够满足环保要求。最佳掺混比例为2%。     

循环流化床锅炉飞灰含碳量的研究

循环流化床锅炉具有高效、低污染、煤种适应性广等优点。但我国流化床锅炉普遍存在着飞灰含碳量高,锅炉燃烧效率达不到设计值的问题。概述了影响飞灰含碳量的主要因素:如煤种、燃煤的粒径及风量等,重点探讨了燃煤的粒径对飞灰含碳量的影响,提出了维持锅炉稳定,降低飞灰含碳量,提高燃烧效率的一些措施。     

节能减排“十二五”规划（摘选）（续）

4节能减排重点工程 4．1节能改造工程 4．1．1锅炉（窑炉）改造和热电联产 实施燃煤锅炉和锅炉房系统节能改造,提高锅炉热效率和运行管理水平;在部分地区开展锅炉专用煤集中加工,提高锅炉燃煤质量。推广四通道喷煤燃烧、并流蓄热石灰窑煅烧等高效窑炉节能技术。到2015年工业锅炉、窑炉平均运行效率分别比20lO年提高5个和2个百分点。     

小议锅炉燃烧控制

从四个方面入手研究锅炉燃烧控制问题,解决燃煤锅炉的控制难、提高燃烧效率及减少燃烧效率问题。     

来宾垃圾焚烧发电厂污泥处理与资源化的技术

本文研究SEVAR带式污泥干燥机,利用来宾垃圾焚烧发电厂烟气余热干化来宾市区污泥,并用于化后的污泥掺混电厂燃煤充当燃料入炉燃烧,利用干化污泥燃烧后释放热值,以节约燃料煤的用量。降低锅炉烟道尾气温度,使锅炉整个系统运营状况符合设计要求,延长尾气处理设备使用寿命,提高来宾垃圾焚烧发电厂运传综合效益。     

循环流化床条件下贫煤掺烧高水分污泥的燃烧特性试验研究

笔者着重对污泥泵送系统的设计、掺烧条件下燃烧特性、煤和污泥掺烧比例的确定以及掺烧条件下成灰特性、SO2,NOx排放特性等进行分析探讨。试验研究结果对于实际工程CFB锅炉的设计选型、污泥的掺烧方式、最佳掺烧比例的确定等具有重要设计参考价值。同时,CFB掺烧高水分污泥燃烧技术对于CFB锅炉应用领域的拓宽具有重要的环保和市场应用价值。     

节能减排“十二五”规划(摘选)(续)

4节能减排重点工程4.1节能改造工程4.1.1锅炉(窑炉)改造和热电联产实施燃煤锅炉和锅炉房系统节能改造,提高锅炉热效率和运行管理水平;在部分地区开展锅炉专用煤集中加工,提高锅炉燃煤质量。推广四通道喷煤燃烧、并流蓄热石灰窑煅烧等高效窑炉节能技术。到2015年工业锅炉、窑炉平均运行效率分别比2010年提高5个和2个百分点。东北、华北、西北地区大城市居民采暖除有条件采用可再生能源外基     

基于机器学习的燃煤锅炉燃烧效率在线计算

经济发展方向与政策导向促使火电厂燃煤锅炉朝着智能化方向升级,燃煤锅炉的燃烧效率是衡量锅炉运行状况的重要指标。为了满足实时计算锅炉热效率的要求,借助于电厂的日常测量数据计算锅炉效率,计算方法为:(1)分析锅炉的燃烧运行特征;(2)根据提取的特征采用剔除异常数据、稳态判别、相似性处理的预处理方法,生成更好的训练样本;(3)采用遗传算法改进的神经网络算法建立锅炉排烟温度、飞灰含碳量和煤质灰分之间的计算模型;利用燃煤热值与理论空气量的比例关系计算入炉煤热值,计算值用于锅炉热效率的反平衡计算模型。计算结果表明,神经网络模型的预测值能满足工程计算的要求;计算所得的排烟温度、飞灰含碳量与煤质灰分用于锅炉效率的计算过程,可实现实时动态的锅炉效率计算;计算所得锅炉效率的变化与实际蒸发量变化基本一致。锅炉实际蒸发量下降时,锅炉效率降低;锅炉实际蒸发量保持60%以上额定蒸发量时,锅炉效率易保持在较高水平。     

煤质变化对锅炉运行的影响及优化措施

为了保证燃煤锅炉的燃烧效率,设计人员会结合锅炉结构及运行特性对燃煤性能中的各项参数进行设计,以确保锅炉能够达到设计的燃烧效率。但是很多火电厂为了节省成本,一般会采用掺烧的方式来提高经济效益,这样就会导致燃煤参数偏离设计值。由于掺烧技术不合理,不仅会影响锅炉燃烧热效率,而且还会影响锅炉运行的安全性和稳定性。首先阐述了煤质变化对锅炉运行产生的影响,然后对提高燃煤锅炉运行效率的优化措施进行分析,以提高电厂经济效益。     

燃煤粒度对大型循环流化床锅炉燃烧的影响

循环流化床的燃烧技术在现代技术当中属于一种新型的高效清洁的燃烧技术,和其他传统的燃烧方式相比较,循环流化床的燃烧技术具有污染相对较低、效率相对较高的特点,并且在适用范围方面也是相当广泛的,因此需要充分利用劣质煤。但是其中的燃煤粒度需要符合一定的粒度要求,首先对节能型循环流化床锅炉的设计理念和方法进行了概述;其次对不同锅炉对燃煤粒度的要求进行了研究;最后分析了燃煤粒度对循环流化床锅炉燃烧的影响。     

化工废水处理中生化污泥的干燥及无害化利用

通过分析生化污泥的可燃性及热值,设计了利用锅炉烟气余热在旋转干燥机中直接接触换热干燥污泥,将干污泥用作锅炉燃料,并利用燃烧后灰渣提取化工原料。运行结果表明,污泥水分从质量分数80%左右降为27%,每吨干污泥可替代0.8 t锅炉燃煤,解决了湿污泥储运、堆放问题,实现了生化污泥的无害化和资源化的环保利用。     

燃煤机组炉膛出口烟气温度分析

我国的火电机组中绝大部分为燃煤机组,这种趋势将持续相当长时间.为解决燃煤机组效率低、供电煤耗高、随着发电用煤质量降低而煤燃烧造成的环境污染等问题,采用高效低污染、大容量高参数的大型机组提高机组效率是最重要的措施.炉膛是蒸汽锅炉的一个重要组成部分,锅炉内部燃烧换热过程的好坏,直接关系到锅炉的生产能力和生产过程的可靠性.因此,对炉膛出口烟气温度进行推算,才能控制好锅炉燃烧,提高锅炉的技术经济性.     

利用电厂余热干化焚烧城市污水处理厂污泥

本文介绍了利用火电厂锅炉焚烧城市污泥的新途径,该工艺有效解决了城市污泥处置难题。利用烟气余热干化污泥,掺入煤中焚烧发电,城市污泥处置彻底实现了减量化、资源化、无害化。该工程是经济手段、技术手段和行政手段的一次完美结合。实践运行表明工程具有良好的环境效益、社会效益、经济效益,符合国家循环经济产业政策。     

SNCR/烟气再循环协同脱硝技术研究

短期内煤炭作为我国主要能源的现状不会改变。由于煤燃烧会释放大量NO_x,造成严重的环境污染,因此煤炭燃烧过程中的NO_x控制至关重要。链条锅炉作为我国工业应用最为广泛的燃煤锅炉之一,是降低NO_x排放的重点对象,尤其在新实施的GB 13271—2014《锅炉大气污染物排放标准》中规定重点地区锅炉NO_x排放值不得高于200 mg/m~3后,链条炉低氮燃烧和NO_x脱除技术受到广泛关注。为降低链条锅炉NO_x排放,满足国家环保要求的同时,降低企业运行维护成本,提高企业经济效益,以西安高新区某供热站4×75 t/h链条锅炉为研究对象,进行烟气再循环与SNCR耦合低氮燃烧NO_x脱除技术改造研究。研究了SNCR与烟气再循环耦合低氮燃烧系统参数,如烟气再循环率,再循环烟气一、二次风室送入比例,氨氮摩尔比,锅炉负荷变化等脱硝系统参数对NO_x脱除效率及链条炉燃烧特性的影响,确定了烟气再循环与SNCR技术耦合脱硝的最佳运行参数,结果表明:SNCR耦合烟气再循环低氮燃烧技术能有效降低链条锅炉NO_x排放。烟气再循环率为16%～18%,再循环烟气一次风室送入比例为82%,氨氮摩尔比为0.78时,SNCR耦合烟气在循环脱硝系统可达最佳脱硝效率。此时SNCR耦合烟气再循环联合脱硝效率可达到56%,SNCR单独运行脱硝效率可达40%,NO_x实际排放可从250 mg/m~3降至110 mg/m~3,远高于国家NO_x排放标准。     

煤炭燃烧过程中大气污染物NO_X形成与转化研究进展

煤炭燃烧释放的烟气中氮氧化物(NO_X)是大气形成酸雨、光化学烟雾、雾霾的重要污染物,目前控制燃煤NO_X释放的常规方法是燃烧后烟气脱硝。鉴于大型燃煤锅炉烟气脱硝方法还存在脱硝效率低、运行成本高、氨逃逸、颗粒物产生(生成白色烟气),以及城镇、城乡结合部、农村居民燃煤以及小型工商业、设施农业散煤燃烧无组织排放、未设置脱硝设施等不足,研发燃煤过程中NO_X控制(燃煤过程中原位还原脱硝)对实现燃煤烟气直排NO_X浓度达标排放或间接降低NO_X浓度来减轻后续烟气脱硝负荷具有重要科学和应用价值。从燃煤过程中细分的低温热解和高温燃烧两个连续阶段产生的氮化物形态,NO_X的形成与转化及影响因素,过渡金属、碱土金属、碱金属等化合物对燃煤过程中原位还原脱硝的催化作用等方面,全面综述了煤炭燃烧过程中NO_X形成与转化规律,指出煤燃烧过程中通过热解降低NO_X前驱物含量耦合燃烧原位还原NO_X成N_2两个途径来控制燃煤NO_X释放,并强调通过引入添加剂促进NO_X催化还原成N_2来达到降低燃煤NO_X释放的思路,为煤炭燃烧过程中原位热解减少NO_X前驱物和燃烧脱硝的两步协同催化作用的科学研究及技术开发,最终降低燃煤NO_X释放提供理论和技术依据。     

燃煤机组掺烧市政生活污泥现场试验

焚烧处理是我国生活污泥主要处置方式,燃煤与污泥掺混燃烧是研究热点之一,但在小规模燃煤机组研究和应用较少,基于国内某电厂210 MW四角切圆燃煤机组,对8个工况分别开展掺烧生活污泥的现场试验。结果表明,随污泥掺烧比例增加,燃料水分、灰分和硫分含量逐渐增加,热值逐渐降低。对于固体产物,由于污泥中重金属含量高于燃煤,在掺混污泥燃烧后,飞灰、炉渣和脱硫石膏的重金属含量增加,存在二次污染风险。常规烟气污染物NO_x、SO₂和粉尘排放受掺烧污泥影响较小,现有烟气净化工艺可满足燃煤烟气的超低排放要求;掺烧污泥后重金属及其化合物等污染物浓度上升,最高提升了约3.6倍,满负荷工况下掺烧10%污泥时,二噁英平均质量浓度为0.021 ng/m³(以毒性当量浓度TEQ计),但仍满足相关排放要求;掺烧10%生活污泥时,炉膛平均温度仅下降15℃,热效率降幅低于0.5%,影响并不显著。