75t/h锅炉燃烧器改造的可行性

双通道煤粉燃烧器就是将一次风分为上下两通道,两股一次风是以贴壁受限射流形式进入一个突扩稳燃腔,在稳燃腔内上下两股一次风之间设计一个回流空间,用以卷吸炉内高温烟气加热一次风粉气流,预热点火,上下两股一次风气流可以防止稳燃腔喷口上下壁在燃烧运行中不变形烧坏、不结渣。浓相煤粉气流降低了煤粉着火热,缩短了着火距离,使煤粉提前着火,点燃淡相煤粉气流,淡相煤粉气流的及时混入有利于提供煤粉燃烧所需的氧气,有利于提高煤粉的燃尽度。大大降低着火期间煤粉气流的辐射散热,提高了燃用难燃煤种及劣质煤时的着火稳燃能力。     

W火焰锅炉高温腐蚀问题分析及调整策略

为缓解上安电厂2号锅炉完成低氮燃烧改造后下炉膛水冷壁出现的严重硫化物高温腐蚀问题,针对该厂2号W火焰锅炉燃烧方式的特点及设备状况,分析得出锅炉进行分级送风、煤粉浓淡分离、增加燃烬风等低氮燃烧改造,使得下炉膛区域由过氧燃烧转变为欠氧燃烧是引起高温腐蚀的主要原因,并提出从运行氧含量、燃烬风门开度、外二次风旋流强度、煤质和运行磨煤机组合等几个方面寻优的燃烧调整策略。结果表明,根据各项测试最优结果进行优化组合后满足O_2含量2%,CO含量0.2%条件的测点个数明显增加,下炉膛壁面还原性气氛明显减弱,高温腐蚀问题得到较大缓解,提高了机组运行的安全性,保证最优工况下选择性催化还原法(SCR)入口的NO_x浓度低于改造设计值的800 mg/m~3,表明调整策略同时兼顾了环保运行的要求。     

准能公司发电厂1#炉结焦原因分析与防范措施

准能公司发电厂装机容量为2×100MW机组,锅炉采用北京巴布科克.威尔科斯有限公司生产的WB—410/9.81—M型单汽包自然循环水管式煤粉炉。分别于1992年12月、1993年8月相继投入运行。机组投产后因燃烧的煤种与设计燃用煤种偏差较大,燃烧调节不当等较多因素,造成受热面结焦,严重影响锅炉的安全经济运行。结焦、掉焦经常造成锅炉灭火,1#炉尤为严重。有时一天掉焦灭火三次,而且曾因掉焦灭火造成炉膛放炮,将炉四角裂开,水冷壁变形,炉顶密封破坏。使锅炉的漏风系数增大,解决1#炉结焦保证锅炉安全稳定经济运行尤重要。1锅炉燃烧系统及燃烧器的结构…     

电站锅炉水冷壁高温腐蚀成因与对策研究

亚临界以上参数的大型电站锅炉水冷壁温较高,低NOx分级燃烧技术的应用使主燃烧区域处于贫氧状态,往往导致严重的高温腐蚀。选取某300 MW电站锅炉发生高温腐蚀后的水冷壁管为研究对象,通过割管取样、电镜表征分析等手段,对高温腐蚀原因、类型进行了研究。研究结果表明,腐蚀产物中含有大量FeS,属于典型的硫化物型腐蚀。腐蚀管样表面覆盖有肉眼可见的蓝色、黄绿色物质,其主要成分为铁的氧化物、铁的硫化物以及锌的硫化物;硫化物在蓝色物质中主要为FeS晶体,晶体尺寸大小在10～20μm,呈现规则六方晶体结构;黄绿色物质则主要为ZnS,同时,腐蚀管样表面还发现大量未燃尽碳颗粒,表明炉内配风不合理,存在火焰中未燃尽的煤粉和飞灰颗粒刷墙现象。燃烧器改造后,进行了冷态空气动力场烟花调试,发现整体切圆状况良好,符合设计要求,无偏离炉膛几何中心。一次风切圆直径为790 mm,基本与设计值吻合,各层气流相对舒展,无明显贴壁现象,炉内烟花模拟的火焰充满度良好,炉内空气动力场状况明显改善;从改造后热态运行结果看,锅炉对煤种适应性有极大改善,燃烧稳定性和防结渣能力均有较大提升,在贫煤50%掺烧比例下,锅炉出力可保持800 t/h以上连续运行,看火孔火焰均匀,未发现大块连续结焦现象,高温腐蚀现象明显减轻。     

直流式燃烧器一次风射流偏转的原因及分析

四角布置的切圆燃烧的直流式燃烧器,相对于旋流式燃烧器来讲,具有着火条件优越,煤种适应性强,后期混合扰动强烈等优点。因而,在国内外电站锅炉上得到了广泛的应用。但是,在炉膛内从燃烧器喷出的气流并不沿其喷口几何轴线运动,而是出现一定程度的偏离,当偏离严重时,会导致燃烧器射流贴附或冲击炉墙,造成炉墙结焦,影响锅炉机组的安全经济运行。因此,研究四角切园燃烧炉内气流的流动特性,分析一次风射流偏转的原因,从而采取相应的措     

燃尽风率与贴壁风率对350 MW四角切圆锅炉高温腐蚀的影响

针对某电厂350 MW低氮锅炉水冷壁高温腐蚀问题，进行调整配风与增加贴壁风的模拟研究。分别模拟燃尽风率38%、33%、27%时炉膛内还原性气体CO、H₂S与NO_x浓度的变化关系，并模拟增加贴壁风对水冷壁附近还原性气体浓度的影响。结果表明，燃尽风率由38%降至33%,可在NO_x生成量无明显增加的前提下使炉膛内还原性气体CO与H₂S浓度降低20%,减缓水冷壁的高温腐蚀；将燃尽风率由38%降至27%,虽可增加主燃区氧气浓度，降低CO与H₂S生成量，减缓水冷壁高温腐蚀，但会造成NO_x浓度大幅增加。炉膛内高温腐蚀区域主要位于紧凑燃尽风UAP喷口与中位燃尽风SOFA3喷口之间，可在紧凑燃尽风UAP喷口两侧增加贴壁风。模拟结果显示增加与主气流旋向相同的贴壁风可降低水冷壁附近CO、H₂S浓度且对流场影响较小。由于水冷壁附近CO浓度较高，双侧贴壁风流量更大，对降低水冷壁附近CO效果更好，双侧贴壁风对高温腐蚀区域覆盖面积更大。而水冷壁附近H_2<...     

燃煤电站锅炉水冷壁壁面高温腐蚀问题分析与对策

以对冲燃烧方式的电站锅炉水冷壁壁面高温腐蚀问题为研究对象,从腐蚀机理与燃烧特性角度对水冷壁燃烧区域进行腐蚀特性建模分析,研究水冷壁近壁区域还原性和腐蚀性气氛作用下的硫化物型熔盐腐蚀部位分布规律,腐蚀发生严重的区域将集中在两侧墙的燃烧器周围区域、下层冷灰斗区域、上层燃烧器与顶层燃尽风喷口之间的两侧墙中间区域。现场实测数据验证可知,燃煤电站锅炉水冷壁近壁区域在氧浓度极低情况下,H₂S、CO等物质浓度严重超出腐蚀判定指标要求,水冷壁壁面腐蚀严重,腐蚀发生部位与数值模型结果吻合。结合工程经验,给出了水冷壁壁面高温腐蚀防治的具体措施。     

异距贴壁风喷口布置方案的数值模拟

为了消除某600MW前后墙旋流对冲锅炉侧墙水冷壁出现的高温腐蚀现象,在前后墙开3层对冲贴壁风喷口,借助Fluent软件模拟计算了原始运行工况以及不同贴壁风工况下的炉内燃烧,并着重分析了侧墙近壁区内还原性气体(CO)浓度的分布情况;结果表明,数值模拟的结果比较符合炉膛实际的运行情况,不同贴壁风喷口类型的防腐效果并没有显示出太大差异;受上升烟气的携带作用,贴壁风喷口的布置方式对贴壁风的防腐效果影响很大;采用异距式贴壁风喷口的布置方式并结合贴壁风射流补氧特性,在贴壁风率消耗不到4%的前提下,就使侧墙近壁区的还原性气氛浓度达到较低水平,说明在合适的喷口布置以及速差组合的基础上,前后墙贴壁风布置方式可以有效地抑制侧墙水冷壁高温腐蚀。     

电站锅炉水冷壁管爆管的原因及防治

我国动力用煤的质量偏差,含灰量、硫量都较高,一般电站锅炉燃用煤种多样,经常会发生炉内水冷壁沾污或结渣现象,引起水冷壁的高温腐蚀,严重影响锅炉的安全与经济运行。本文对水冷壁由于高温腐蚀等因素造成水冷壁管爆管进行了分析,并提出相关措施。     

煤粉工业锅炉燃烧兰炭试验研究

为提高兰炭在煤粉工业锅炉上的燃烧效率,以陕西煤业化工集团生产的兰炭为原料,进行煤粉工业锅炉燃烧试验,分析了兰炭着火、稳燃、燃烬情况;针对兰炭燃烧过程中存在的问题提出解决方案。结果表明:高效煤粉工业锅炉双锥燃烧器的独特结构和浓相燃烧的方式,为兰炭的着火和稳燃提供了良好条件。在过量空气系数1.2,一、二、三次风比例分别为0.11、0.47、0.42,预热时间3 min,伴燃时间4 min的条件下,实现了兰炭粉的着火和自维持稳定燃烧,燃烧期间后部温度保持在550℃,炉膛中部温度大于800℃。针对兰炭燃烧存在燃烧器内燃点靠后、着火区域温度低和兰炭燃烧不完全等问题,提出可通过调整燃烧室的结构和尺寸,使燃烧器蓄热能力增强,延长煤粉预热时间,产生更多高温回流烟气,使兰炭在燃烧器中快速着火并稳定传播到炉膛,降低兰炭灰残炭率,提高燃烧效率。     

贴壁风方式对锅炉壁面气氛及燃烧特性的影响

深度空气分级燃烧作为一种高效的低氮燃烧技术已被超临界机组普遍采用,然而由于还原区过大,导致锅炉水冷壁及高温受热面频繁发生高温腐蚀。为了研究贴壁风对高温腐蚀的抑制作用,比较空气和烟气贴壁风对锅炉在不同负荷下的燃烧及NO_x排放特性的差异,针对某电厂660 MW超临界机组炉内燃烧流动问题,建立了考虑贴壁风标量方程的CFD(computational fluid dynamics)数值模型,研究了不同的贴壁风设计参数在BMCR(boiler maximum continous rating)工况与50%THA(turbine heat acceptance)工况下对水冷壁高温腐蚀区域受热面燃烧环境的影响,并将仿真结果与电厂对应数据进行对比验证。在前后墙中间截面处对CO浓度进行定性分析,发现两种工况下采用空气贴壁风和烟气贴壁风均使侧墙对应区域CO浓度降低,同时将颗粒燃尽率、出口NO_x浓度在同样运行功率间进行对比,发现变化不明显,可认为两者对炉内燃烧的影响差异较小,且均能控制壁面区域的还原范围。在50%THA工况下,由于负荷降低,该负荷下工况的出口处烟气...     

600MW超临界对冲锅炉分级燃烧特性

为研究超临界燃煤锅炉的燃烧特性,针对600 MW对冲旋流燃烧锅炉,利用CFD(computational fluid dynamics)数值仿真软件研究了分级燃烧超临界锅炉内速度分布、颗粒轨迹分布、温度分布、组分分布特性及NO_x释放规律。采用标准k-ε模型和拉格朗日随机轨道模型模拟气相湍流流动和气固两相流动;对于固体燃料,借助离散相模型,同时采用非预混燃烧模型模拟煤粉在炉内的燃烧过程;对流项采用二阶迎风格式获得更加精确的物理解;考虑到锅炉炉膛温度高、辐射换热量大,采用P1辐射模型计算气-气和气-固之间的辐射换热量;对锅炉壁面附近区域的流动传热计算采用标准壁面函数法,节省内存和计算时间。结果表明:分级对冲燃烧锅炉截面速度呈对称分布,气流充满度好,燃烧稳定;旋流燃烧的方式使炉内出现回流区,加强了炉内气流与煤粉颗粒之间的扰动,强化了传热传质,同时延长了煤粉颗粒在炉内的停留时间;煤粉颗粒的直径影响着煤粉在炉内的燃烧过程,粒径越小,煤粉颗粒在炉内的停留时间越短,影响燃料的燃烧燃尽和锅炉效率,但粒径过大,煤粉颗粒在自身重力作用下落入冷灰斗,影响锅炉的正常安全运行,因此,合适的粒径对炉内燃烧过程十分重要;沿炉膛高度方向,炉内烟气平均温度先上升后下降,在燃尽区补充燃尽风使温度小幅降低,到达炉膛出口截面烟气平均温度约为1 100 K;炉内各组分分布规律为:X=11. 093 5 m截面,沿炉膛高度方向,O_2体积分数先上升后下降,CO_2体积分数逐渐升高,CO体积分数先上升后下降;分级燃烧使炉内NO_x生成量整体下降,炉膛出口NO_x浓度约为385. 14 mg/m~3。     

300MW四角切圆贫煤锅炉三次风布置对NOx排放的影响

低氮燃烧改造是燃煤电厂降低氮氧化物排放最主要的策略之一。空气分级燃烧技术因其技术成熟、成本低廉等优势在燃用烟煤的锅炉中得到广泛应用。然而,随着煤/风比的进一步增加,NO_x降幅减小,未燃尽碳含量显著变大。与燃用烟煤的锅炉相比,燃用低挥发分煤种锅炉的低氮改造工作更加困难和复杂。四角切圆贫煤锅炉的三次风会影响风煤混合、燃烧气氛和温度,这些都会对煤粉燃烧过程和NO_x生成产生显著影响,若仅采用空气分级技术,并不能满足NO_x排放标准。因此,在低氮燃烧改造方案设计过程中,需寻求最佳的三次风布置方案以实现低氮高效燃烧。将一台300 MW四角切圆贫煤燃烧锅炉作为研究对象,采取CFD数值模拟方法,考察了三次风布置方式对锅炉燃烧特性的影响。结果表明:当三次风布置在燃烧区下部时,下层一次风和三次风中的煤粉迅速着火燃烧,温度攀升,火焰中心上移; NO_x还原区变长,此时炉膛出口NO_x浓度最低,为405 mg/Nm~3;三次风的下移导致炉膛主燃区中上部氧量较少,煤粉不充分燃烧,燃尽率降低。当三次风布置在主燃区中部时,由于三次风风温较低,导致炉膛燃烧温度下降,一定程度上抑制了热力型NO_x的生成,炉膛出口NO_x排放量减少;三次风的喷入增加了主燃区过量空气系数,有利于煤粉的充分燃烧,燃尽率提高。当三次风布置在主燃区上部时,随着三次风位置的升高,三次风煤粉整体燃烧燃尽区域上移,折焰角附近温度依次升高;三次风位置的上移增加了NO_x还原区的长度,三次风喷口位置越高,炉膛出口NO_x浓度越低;三次风上移导致三次风煤粉在炉膛的停留时间变短,造成燃烧不充分,飞灰含碳量增加,燃尽率降低。此外,对改造后飞灰及大渣含碳量,炉膛出口烟温和NO_x浓度等参数进行现场测量,NO_x排放浓度模拟值和测量值分别为445和448 mg/Nm~3,飞灰含碳量分别为1. 92%和1. 48%,数值模拟结果与现场测量结果吻合较好。     

利用新技术改造锅炉

<正> 广西河池氮肥厂委托广西节能技术服务中心等单位先后对四台锅炉进行改造。他们将锅炉燃烧的关键部件——燃烧器,由分级送粉、均等配风改为集中送风、分级配风。经过一系列改造,锅炉燃烧得到了较大的强化,实现了负压运行,不再需油助燃,改变了过去炉膛向     

煤粉锅炉高效低NOx局部富氧燃烧技术模拟研究

针对某公司150 t/h煤粉锅炉燃烧效率低、NOx排放浓度高、炉膛结焦等问题,提出了用富氧风作为炉顶燃尽风和贴壁风的分级燃烧新思路,采用计算机数值模拟技术和k-e- -g气相湍流燃烧模型及煤双挥发反应热解模型,对锅炉炉内速度场、温度场及燃烧过程中的NOx生成浓度进行数值模拟. 技术改造后锅炉的燃烧效率保持在96%以上,锅炉综合热效率在91.40%以上,NOx排放量为625~763 mg/m3,未发现炉膛水冷壁和高温过热器上有结渣现象.     

对冲燃烧锅炉水冷壁气膜保护技术

国内燃煤机组锅炉完成超低排放改造后，锅炉水冷壁普遍出现不同程度的高温腐蚀，对冲燃烧锅炉尤为严重，严重威胁锅炉的安全稳定运行。为从根本上解决水冷壁高温腐蚀问题，提出一种防治对冲燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀的气膜保护技术，运用数值模拟对锅炉运行时水冷壁附近区域的烟气成分进行模拟计算，以烟气中O₂、CO和H₂S组分的体积分数为主要研究对象，优化气膜保护喷口的位置、层数、垂直倾角和风量配比，并对比现场研究结果。数值模拟和现场试验结果均表明，应用气膜保护技术后，锅炉热效率和SCR脱硝反应器入口NO_x体积分数变化较小，锅炉运行参数均正常，未对锅炉的正常运行产生不利影响。应用气膜保护技术后，水冷壁附近平均O₂体积分数可达5.0%以上，较应用前提高5倍以上，平均H₂S体积分数较应用前降低85%以上，可控制在100μL/L以下，水冷壁附近区域的还原性气氛消除，腐蚀性气体体积分数显著降低，水冷壁高温腐蚀得到根本治理，锅炉运行安全性显著提高。水冷壁气膜保护技术对同类型机组锅炉水冷壁高温腐蚀的防治具有良好的...     

蓝泥技术在流化床锅炉磨损中的应用

1存在问题安徽三星化工有限责任公司热电分厂2#75t/h锅炉是中温中压(3.82MPa,450℃)循环流化床锅炉,采用旋风分离器组成燃烧系统,炉膛为膜式水冷壁结构,过热器分为高、低二级过热器,中间设有喷淋式减温器,尾部设省煤器和一次风、二次风空气预热器。该台锅炉每年因受热面磨损而导致内漏>5次,被迫停炉检修。2预防磨损的措施     

低挥发分煤粉燃烧新技术发展与应用

介绍了国内外低挥发分煤粉燃烧技术及发展。对具有代表性的燃烧器及炉膛结构进行简要分析,说明热回流、煤粉浓缩、延长火焰长度等关键技术在实现低挥发分难燃煤粉快速着火、稳定燃烧中的应用。指出尽管燃烧器在应用中取得一定的效果,但仍然存在一些问题,因而对于低挥发分煤种还需要同时选择合理的燃烧方式,如切向燃烧、对冲燃烧、W型火焰燃烧及CUF火焰燃烧等技术。其中,W型火焰燃烧方式对难燃无烟煤的燃烧稳定性优于四角和对冲燃烧方式,是目前主要采用的燃烧结构。高温空气燃烧技术对低挥发分煤具有火焰稳定、热效率高、再循环分级燃烧,低NOx排放等优点,将成为更有前景的燃烧技术。     

高速煤粉燃烧器内燃烧特性数值模拟及结构优化

高速煤粉燃烧器火焰喷射速度高达60~200 m/s,炉膛内火焰较长,对流换热比例提高,使得炉膛内温度分布均匀,没有传统低速煤粉燃烧器火焰短,炉膛内局部过热和结焦等缺点。笔者以14 MW高速煤粉燃烧器为研究对象,采用数值模拟的方法,研究旋流强度、二次风温度等关键参数对燃烧器内煤粉燃烧的影响,针对燃烧器内煤粉燃烧特点进行结构优化设计。对旋流强度研究结果表明,当旋流强度S=2.2、2.8、3.2及3.7时,燃烧器内回流区形状变化不大,从一次风喷口开始到旋流叶片位置结束,回流区环绕一次风管;最大回流量在一次风喷口附近,距离一次风喷口越远,回流量越小;旋流强度对一次风喷口附近最大回流量影响不大,喷口附近最大回流量均在0.45 kg/s左右,当距喷口超过一定距离(L/H<0.35)时,旋流强度对回流量的影响开始变得明显,表现为旋流强度越大,回流区末端回流量越大,回流区末端回流量最大为0.30 kg/s,最小为0.17 kg/s。研究燃烧器喷口处燃烧状态表明,喷口处火焰旋流强度为0.10~0.28,与入口旋流强度正相关,火焰喷射速度150 m/s,为中等旋流强度的高速旋流火焰;喷口中心区可燃性组分富集,缺氧,燃料和氧气分层分布。当旋流强度提高,喷口中心区可燃性组分浓度降低,CO浓度从11%降低到10%,H2浓度从1.65%降低到1.40%,焦炭浓度从0. 14%降低到0. 11%,喷口边缘O2浓度从13%降低到10%。旋流强度S=3.2和S=3.7时可燃组分和氧气浓度分布变化较小,说明旋流强度提高对燃烧的影响减弱。考察0、100和200℃下二次风温度对燃烧的影响,结果表明,当二次风温度提高,煤粉在燃烧器内的反应时间有所降低,从0.15 s降低到0.11 s,但燃烧器内的煤粉碳转化率提高20%,达到65%。对燃烧器结构进行优化,加入中心风,对比中心风直流和旋流与不加中心风3种状态,结果表明,加入旋流中心风和直流中心风后喷口中心区半径r≤75 mm范围内可燃组分浓度降低,采用直流时由于气流刚性较强,喷口中心区氧气浓度升高,采用旋流中心风对中心区氧浓度影响弱,对可燃组分浓度降低效果优于直流中心风。     

四角切圆无烟煤燃烧系统灵活性改造优化研究

为解决无烟煤锅炉燃烧中存在的着火性能差、燃尽率低、锅炉设备燃烧不稳、效率下降、受热面结渣严重等问题,对某220 t/h燃烧无烟煤锅炉进行燃烧系统灵活性改造优化研究。通过热态试验,研究煤粉细度、锅炉负荷、磨煤机启停、三次风、二次风、瓦斯等因素对煤粉着火的影响;通过冷态试验,计算冷态下一、二、三次风风速,试验包括飘带试验、炉膛速度场的测量、贴壁速度场的测量。220 t/h无烟煤锅炉灵活性改造方案为:假想切圆直径为700 mm,对应的实际切圆直径为4 000 mm;下一次风喷口的V型由垂直方向改为水平方向;将原上一次风百叶窗水平浓淡燃烧器喷口V型稳燃体去除,改为直板型;卫燃带面积由80.64 m~2调整为63.36 m~2;加装4台瓦斯流量表。通过优化研究,提出了修正后的冷态实际切圆大小的计算公式,确定修正系数K_(xs)=1.132,并做出实际切圆与一次风速、二次风速的关系曲线。改造后试验机组最大限度地减轻锅炉受热面结焦,掺烧劣质煤的运行特性明显改善,飞灰含碳量平均控制在3.29%,优化方案可在无烟煤燃烧锅炉灵活性改造中推广。