配风方式对300MW四角切圆锅炉燃烧经济性及NO_x排放影响的试验研究

研究了二次风配风方式和SOFA风门开度对锅炉的燃烧经济性及NO_x排放的影响。试验结果表明,锅炉采用优化后的缩腰配风方式,可以同时降低灰渣中可燃物含量和NO_x生成量,对于锅炉的节能和环保均是有利的;通过增加SOFA风门开度,可以降低NO_x生成量,但同时也会造成灰渣中可燃物热损失的增加;锅炉在上两层SOFA风门关闭、下两层SOFA风门开启时,脱硝装置进口NO_x浓度为268mg/m3,灰渣中可燃物热损失为2.69%,此时锅炉运行相对最经济。     

300MW锅炉四角切圆燃烧调整优化试验研究

针对大型电站锅炉存在的水冷壁结渣,底渣量大且可燃物含量高以及主再热蒸汽温度偏低等问题,结合电厂习惯运行方式,进行了一系列的燃烧调整试验。通过重新布置炉内布风、减小下层给粉机转速的方法对其进行改造。试验结果表明：不同的配风方式对锅炉燃烧有明显影响;二次风缩腰配风是合适的配风方式。投用周界风有利于防止水冷壁的结渣和高温腐蚀。减小下层给粉机转速,火焰中心上移,提高了主再热蒸汽的温度。改造后锅炉效率有所提高。     

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<...     

330MW锅炉配风方式对NOx排放浓度和锅炉经济性的影响分析

针对某电厂330MW锅炉进行了配风方式及总风量的研究,分析了配风方式及总风量的变化对NO_x排放浓度和锅炉经济性的影响。结果表明：在机组负荷一定的条件下,改变配风方式,当机组负荷为250MW时,工况T2与工况T1的锅炉效率相差不多,NO_x排放浓度下降了40mg/m³;当机组负荷为300MW时,工况T4比工况T3的锅炉效率高了0.28%,NO_x排放浓度下降了20mg/m³。在机组负荷及其他运行参数基本不变的条件下,改变总风量,当机组负荷为300MW时,工况T6比工况T5的锅炉效率高了0.19%,NO_x排放浓度下降了40mg/m³;当机组负荷为250MW时,工况T9比工况T7的锅炉效率高了0.16%,NO_x排放浓度升高了40mg/m³。当机组负荷为190MW时,工况T12比工况T10的锅炉效率高了0.24%,NO_x排放浓度下降了60mg/m³。     

燃尽风率对二次再热锅炉热量分配及NOx的影响

合理的燃尽风率对降低NO_x排放十分关键,也显著影响大容量锅炉炉膛内的燃烧和传热特性。针对1 000 MW超超临界二次再热塔式锅炉开展三维CFD数值模拟,研究燃尽风(OFA)率对于炉内NO_x生成及吸热量分配的影响规律。模型采用贴体六面体非结构网格,通过用户自定义函数(UDF)设置炉膛及各受热面的壁面温度;煤粉颗粒在炉内的运动及燃烧过程基于随机轨道法计算,采用Realizable k-ε模型模拟四角切圆炉内的湍流流动,采用离散坐标(discrete ordinates,DO)法计算炉内辐射传热;采用简化概率密度函数(probability density function,PDF)模型模拟湍流与化学反应的耦合特性。结果表明,燃尽风率对炉内的温度分布、炉膛的吸热比率以及污染物排放情况均存在显著影响。当燃尽风率在0～40%时,主燃区的平均温度随燃尽风含量的增大先升后降,而燃尽风区域的平均温度则随着燃尽风率升高显著上升。随着燃尽风率的升高,由于温度和氧含量变化等共同作用,原始NO_x排放量先降后升,燃尽风率在11%～25%时达到最低。随燃尽风率从0增至25%,锅炉炉膛吸热比率降低12%,过热器、再热器、省煤器等对流受热面的吸热比例相应增加。当燃尽风率大于25%时,炉膛吸热比例的降低趋势减缓。因此,建议在锅炉设计中应综合考虑OFA比例变化对炉膛吸热量以及污染物排放的影响。     

四角切圆煤粉锅炉燃烧工况评判

针对现有锅炉燃烧工况评判方法的不足,结合某300MW四角切圆燃烧煤粉锅炉实际运行工况,创新性地利用因子分析法,对锅炉燃烧工况影响因素进行降维分析。按公共因子各自的方差贡献率加权相加计算综合评价得分,从而评价各因素影响作用的大小,避免了各因素之间不可比性给评判决策造成的困难,综合评判的结果正确反映了锅炉实际运行工况,相对现有锅炉燃烧工况评判方法,具有一定的优越性。     

燃烧器上摆角度对四角切圆锅炉再热蒸汽温度偏差影响的数值模拟

采用燃烧器上摆和附加风上摆角度偏差设置的方法来降低锅炉烟温偏差和再热蒸汽温度偏差。对一台700 MW四角切圆燃烧锅炉不同燃烧器上摆角度条件下的炉内燃烧过程进行了数值模拟,模拟结果与试验值符合较好。燃烧器上摆角度增加,炉内气流的旋转动量矩和屏区入口的残余旋转动量矩减小,水平烟道内烟气速度和温度偏差降低。附加风上摆角度的偏差设置可降低屏区入口的残余旋转动量矩,进而减小烟气速度和温度偏差。燃烧试验表明,燃烧器上摆11°和附加风上摆角度的偏差设置10°可将再热蒸汽温度偏差由20℃左右降低至4℃以下,是一种有效降低烟气和再热蒸汽温度偏差的手段。     

多因素优化700℃四角切圆锅炉烟温偏差模拟

700℃切圆锅炉存在较严重的烟温偏差问题,利用Fluent软件,对1台660 MW的700℃四角切圆锅炉进行数值模拟。采用数值模拟正交试验法,对燃尽风的反切角度(因素A)、燃尽风的速度偏置(因素B)、燃尽风反切角度与燃尽风速度偏置两者可能存在的交互作用(因素A×B)、燃烧器的上摆角度(因素C)以及二次风的偏转角度(因素D)5个因素,每个因素分别设置2个水平,以炉膛出口烟温偏差为试验指标进行优化。对模拟所得数据采用极差、方差、权矩阵等3种分析方法。结果表明,各因素对试验指标重要程度的排序为：D>A>B>A×B>C,因素D的影响非常显著,因素A影响显著,其余3个因素影响不明显;各因素权重占比为：因素A(0.184)、因素B(0.068)、因素A×B(0.033)、因素C(0.024)、因素D(0.544);数值模拟得出最佳因素与水平组合为A₂B₂C₂D₁,该组合下锅炉炉膛出口截面左、右两侧烟温偏差为6.6 K,锅炉炉膛出口截面左、右两侧烟温偏差可控制。     

420t/h四角切圆锅炉低氮燃烧改造数值模拟研究

为达到严格的超低排放标准,目前国内绝大部分电站锅炉均实施了NOx排放控制技术改造。针对一台燃用烟煤的420 t/h四角切圆煤粉锅炉,将原双通道燃烧器改造为水平浓淡燃烧器并加装3层燃尽风(SOFA),从而达到低氮燃烧的效果。应用数值模拟方法进行方案论证,研究了一次风浓淡比、SOFA风率和SOFA风射流角度等参数对锅炉燃烧状况及NOx排放规律的影响,并提出最佳改造方案。随着浓淡比的增加,炉膛出口温度逐渐增加,而NOx含量逐渐降低。浓淡比为4∶1时,飞灰含碳量最低。随着浓淡比增大,CO浓度升高,增强了主燃区域的还原性,抑制挥发分含氮中间产物氧化成NO;另一方面,浓淡比增大使浓煤粉气流挥发分析出速率加快,强化挥发分含氮中间产物HCN和NH3将已生成的NO还原为N2;同时,淡侧气流煤粉浓度低,含氮基团析出量变小,与氧反应生成NO的量减少。随着SOFA风率的增加,炉膛出口烟温、飞灰含碳量增加,20%SOFA风率时,NOx浓度较高,SOFA风率由30%增加到40%时,NOx浓度基本保持不变。随着SOFA风率的增加,主燃区形成的低O2高CO浓度的强还原性气氛抑制了HCN及NH3被氧化成NO,反而促进了其与已生成的NO发生反应生成N2。此外,高SOFA风风率下,主燃区高温区缩小,生成的热力型NOx也相应减少。随着SOFA风射流角度上扬,还原区加长,有利于降低NOx浓度,但燃尽区的火焰中心会上升,煤粉燃尽时间变短,炉膛出口温度和飞灰含碳量上升。随射流角度增加,O2浓度降低而CO浓度升高,这是由于射流角度增大延迟了煤粉燃尽过程,增加了化学不完全燃烧损失;这种低氧高CO的强还原性气氛大大抑制了NOx生成。根据数值模拟结果,确定试验锅炉的低氮燃烧改造方案为:选择浓淡比为4∶1的水平浓淡燃烧器作为改造燃烧器,SOFA风率定为30%,SOFA射流角度上扬15°。改造后锅炉燃烧稳定,NOx排放显著降低,为220 mg/Nm3左右(降幅达65%～70%),而飞灰含碳量保持在3%～4%,表明改造方案可达到良好的低氮燃烧效果。     

二次风调整对CFB锅炉机械不完全燃烧损失的影响

在CFB锅炉上热态测试了二次风率和上下二次风比变化对CFB锅炉机械不完全燃烧损失的影响,结果发现:随着二次风率的增加,飞灰含碳量先下降后缓慢上升,炉渣含碳量小幅增加,灰渣比逐步减少且减幅收窄;随着上下二次风比的增加,飞灰含碳量先降低后缓慢升高,炉渣含碳量略有上升,灰渣比减少;过量空气系数较大时,对应的飞灰含碳量和炉渣含碳量较低,灰渣比较小。试验表明,对于燃用福建无烟煤的CFB锅炉,存在最佳的过量空气系数、二次风率和最佳上下二次风比,可使机械不完全燃烧损失最小。     

我公司5 000 t/d线预分解窑三次风的调整分析

我公司5000t/d生产线三次风管风阀开度为40%,窑内后过渡带结圈严重,窑内通风受到影响。在保证窑内通风的前提下,根据生产实际我们适当加大了三次风阀的开度,提高了分解炉内三次风量,使分解炉内煤粉充分进行辉焰燃烧,避免窑内煤粉圈的形成,提高了入窑分解率、喷煤管火焰形状及二次风温,提高熟料强度的同时增加产量。     

三次风对挂窑皮的影响

我公司2 750t/d生产线于2008年底建成,2009年2月24日投产,采用五级预热器和TTF分解炉,回转窑规格为Φ4m×60m,斜度3.5%,窑头为TCB-4-K型四通道燃烧器。     

三次风量调节对窑内温度及煤耗的影响

Ф4.8 m回转窑,窑尾烟室缩口Ф2.4 m,窑头燃烧器采用BF-50大推力燃烧器,选取三次风位于大窑头罩和小窑头罩两种情况,利用CFD研究三次风管有效内径分别为2 400 mm、2 800 mm和3 200 mm时窑内的温度和窑头的用煤量。分析表明,当篦冷机供风量不变,窑头煤量一定的情况下,三次风量越大,二次风温度越高,窑内温度越高;当维持一定的窑内温度,二次风温度越高,窑头用煤量越少;相对于大窑头罩,小窑头罩的二次风温度约高100℃,获得相同的窑内温度,窑头用煤量相应减少。     

三次风阀板对预分解窑系统造成的影响

我公司二线是2005年投产的日产2500吨熟料预分解窑生产线,窑规格为Ф4×60m,预热器为五级双系列,分解炉采用TDF炉,投产后熟料产量在2700t/d左右,系统运转较稳定。     

不同掺杂四氧化三钴对钴酸锂性能的影响研究

以氯化钴、氢氧化钠和掺杂元素的可溶解盐为原料,合成不同掺杂元素的四氧化三钴前驱体,进一步通过固相煅烧法制成钴酸锂正极材料并进行电性能测试。实验表明,通过湿法前移掺杂可以得到元素分布均匀的四氧化三钴;铝元素掺杂有利于钴酸锂层状结构的稳定,高温循环50圈后容量保持率高达94.6%;镁掺杂有利于比容量(198.6 mAh·g^-1)和倍率性能的提升;而铝镁锆多元素掺杂可以充分利用各元素的协同效应,材料的比容量和循环性能都有明显改善。