燃用准东煤电站锅炉炉膛温度场分布及结渣特性试验研究

在掺烧准东煤电站锅炉试验中,通过改变SOFA风率和准东煤掺烧比,研究了SOFA风率和掺烧比对膛内火焰温度场分布及炉膛内结渣情况的影响。结果表明,一次燃烧区域火焰平均峰值温度随SOFA风率的增加而降低,而二次燃烧区域火焰平均峰值温度炉膛和烟气出口温度随SOFA风率的增加而升高。随着准东煤掺烧比增大,主燃烧区域温度升高,而在燃尽风区域火焰平均峰值温度则降低。SOFA风率最大时燃烧器中部区域结渣情况最为严重,而随着SOFA风率的减小,燃尽风上方区域的结渣情况越来越严重。随着掺烧比的增大,燃烧器中部区域和燃尽风上方区域的结渣情况均变得严重。里层渣样出现钠钙长石和赤铁矿的富集,随着结渣的发展,渣样中碱金属含量逐渐降低。     

纯烧准东煤循环流化床锅炉设计与运行研究

准东煤中碱金属和碱土金属含量高,在燃烧过程中极易引起受热面结渣沾污,影响锅炉的安全稳定运行。根据准东煤的煤质特点,分析准东煤燃烧过程中的结渣沾污机理,提出纯烧准东煤循环流化床锅炉设计方案,通过调整受热面的布置方式,使对流受热面避开碱金属蒸气的易结渣沾污温度区间,并开展工程验证。结果显示：不同负荷下锅炉能够稳定运行,且效率均超过93%。在锅炉纯烧准东煤6个月后,受热面表面仅有松散浮灰,表明锅炉可长期纯烧准东煤且不会产生结渣沾污现象。     

掺烧高碱金属煤的超超临界锅炉设计改进及运行优化

国电新疆哈密大南湖煤电备选煤种有高钠(碱金属)含量的特点,在运行中容易产生结焦结渣问题,影响机组安全经济运行。因此,需要依据煤种优化锅炉设计并给出合理的运行方法。本文首先对备选煤种进行分析,获取不同煤种的燃烧特性,依据特性优化锅炉的选型设计以及后期运行过程中的参考准则,研究总结能够实现锅炉在燃烧高钠煤情况下安全经济环保稳定运行的最优综合解决方案。最终机组投产后的运行情况显示,该方法明显改善了机组结焦结渣现象的发生,对高效经济安全利用新疆地区储量丰富的高钠高钾煤具有重要意义。     

温度对准东煤燃烧碱金属释放特性影响的激光测量研究

针对煤燃烧过程中释放的碱金属引起锅炉换热面沾污和腐蚀的问题,通过在线标定,利用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术定量测量了准东煤燃烧过程中钠和钾随时间的动态释放特性;实验中利用一个自制的多射流燃烧器模拟真实火焰环境,在线测量得到准东煤燃烧过程中碱金属释放过程。实验发现煤燃烧过程的挥发分阶段、焦炭阶段、灰分阶段可以通过测得的碱金属释放曲线进行时间划分;随着温度升高,煤燃烧挥发分阶段、焦炭阶段、灰分阶段的Na、K释放速率均显著增加。     

660 MW超临界直流锅炉大比例燃用准东煤燃烧调整试验分析

准东煤因其灰分低、易着火、燃尽性好等优点通常被作为优良的动力用煤,但因其煤灰中碱金属含量较高,容易出现受热面沾污、腐蚀、结渣等危害锅炉运行安全的问题.在大比例燃用准东煤的过程中,为了增大锅炉热效率、减小热偏差、降低污染物排放量、防止受热面结渣和提高锅炉燃烧经济性,首先通过摸底试验测定了某660 MW锅炉目前的运行情况及...     

降低高钠煤碱金属含量预处理技术研究

我国新疆准东地区煤炭资源丰富,但煤中Na等碱金属含量高,燃烧后易在尾部受热面结渣,影响锅炉机组正常运行。本文从高钠煤中钠的存在形式及碱金属迁移规律研究出发,介绍了高钠煤的预处理技术现状,并进行了技术对比。     

新疆高碱煤旋风燃烧火焰中气相碱金属的检测与分析

新疆高碱煤中富含的碱金属易挥发进入气相,准确测量火焰中气相碱金属浓度是调控新疆高碱煤燃烧的重要基础。本文采用光谱分析方法对准东高碱煤旋风燃烧火焰中气相Na、K离子体积分数进行了测量。结果表明：在可见光波段,Na的特征谱线为589 nm, K的特征谱线为765.9和769.3 nm, Na、K离子特征谱线辐射强度与气相Na、K离子体积分数成正比例关系;旋风燃烧温度下,煤中绝大部分水溶性的Na离子和全部的K离子会释放进入气相,该过程不受配风方式和氧体积分数的影响;在旋风炉尾部,气态Na、K离子体积分数降低,碱金属由气相向固相迁移。     

O2/CO2气氛下炉内煤粉切圆燃烧数值研究

对某电厂600 MW切圆燃烧锅炉进行了O2/CO2气氛下炉内流动、传热和燃烧过程的数值研究。结果表明:在O2/CO2气氛下,随着氧气摩尔浓度的增加,炉内温度升高,高温区变大,对煤粉的着火燃烧有利;但考虑到燃烧器安全和水冷壁结渣,氧气摩尔浓度不能太高,对燃用文中煤质的锅炉其极限摩尔浓度在40%至45%之间。O2/CO2气氛对现有切圆燃烧锅炉的上层燃烧器煤粉的燃烧影响较小,对下层燃烧器煤粉的燃烧影响较大。与空气气氛煤粉燃烧相比,炉内火焰中心上移,且在氧气摩尔浓度不太高时,炉内温度分布特性有利于防止水冷壁的结渣。     

我国W火焰锅炉的运行现状及问题分析

阐述了W火焰锅炉在我国的运行现状,对运行中所出现的问题:结渣倾向高、燃尽率差、NOX排放高、过热器再热器超温、燃烧器功率对调峰性能的影响和运行复杂性作初步分析,得出结论,并认为随着燃烧技术的不断进步,W火焰锅炉不失为燃烧无烟煤的理想选择.     

准东煤在350MW电厂锅炉内燃烧结渣特性研究

选取天池露天煤样进行研究,以昭通褐煤和大同烟煤作为对比,通过煤质分析预测准东煤结渣特性趋势。在某电厂锅炉燃烧天池露天煤,通过硅碳棒实验获得燃烧器区域渣样。研究发现,天池露天煤变形温度与软化温度均低于褐煤与烟煤,碱性氧化物含量均为最高,具有严重结渣倾向。硅碳棒结渣实验表明,由于粘性表面的形成,使得结渣速率提高。结渣样品分层分析表明,外层沉积物中石英是主要晶相,内层以钠长石为主,外层相比于内层烧结程度增加,沿生长方向处于晶体转化为非晶体过程。     

3种型号W火焰锅炉结渣特性的数值模拟

采用结渣模型耦合气固两相流动燃烧模型,对3种不同型号W火焰锅炉的结渣特性进行了多工况数值模拟,结合实际运行状况,对结渣位置、程度及原因进行了对比分析.结果表明:在燃用结渣倾向相同的煤时,不同型号锅炉的结渣特性有明显差异,这是由于炉膛结构尺寸、下炉膛热力参数、燃烧器类型、分级二次风配风方式等不同造成的;切停侧边燃烧器、降低锅炉负荷和燃用结渣倾向低的煤都能有效减轻侧墙结渣,显著改善锅炉结渣特性.为此,提出了防止W火焰锅炉结渣的措施.     

电厂燃用准东煤结焦原因分析与解决措施

为解决电厂燃用准东煤后各级受热面出现的大面积沾污结焦问题,对五彩湾电厂煤样、灰样及焦块样品进行了化学成分与内部结构分析。与神府煤及大同煤对比后发现,准东煤中Na、K等碱金属元素含量较高;焦块内部为多层结构,最底层的碱金属细颗粒强化了煤种的积灰结渣倾向;计算了各煤样的污染指数与结渣指数,佐证了准东煤高含量的Na_2O与其强结焦性密切相关。根据分析计算结果,提出控制炉膛温度、调整炉内流场分布、合理选择煤粉细度、提高一次风速、加强炉膛吹灰及掺烧低碱金属含量煤等措施。经调试调整后,锅炉运行平稳,结焦问题得到较好控制,相关经验可为同类机组提供参考。     

基于一次风粉监测的燃烧器功率调平技术研究

一次风粉浓度流速的测量、控制不合理,导致电站锅炉实际运行出现两侧汽温偏差较大、管壁超温、炉内结渣、锅炉热效率偏低等问题。针对某电厂锅炉存在的燃烧状况不均衡的现象,设计了基于一次风粉监测的燃烧器调平优化系统,预期实现在线调节煤粉管道的风粉平衡,优化风煤比,改善锅炉燃烧工况。     

添加剂对准东煤结渣特性的影响

针对富碱金属准东煤燃烧易结渣问题,采用哈尔滨锅炉厂有限责任公司煤燃烧特性试验炉对准东煤进行掺混添加剂的燃烧结渣特性试验。试验结果表明:掺混本种添加剂可以提高灰熔点温度,随着掺混比例的提高,抑制准东煤结渣的作用增强。进一步分析显示添加剂的加入未明显改变渣层的晶体结构,其对结渣的抑制作用主要源于其与渣层的高速碰撞、摩擦和冲刷导致渣层疏松。     

生物质成型燃料链条锅炉结渣特性试验研究

为研究生物质成型燃料的结渣特性,本文采用生物质成型燃料链条锅炉燃烧设备,选择5种生物质成型燃料,采用工业锅炉节能监测方法和结渣率测定方法,对炉膛温度、过量空气系数及炉渣成分和灰熔融特征温度等对结渣率的影响进行了试验研究。试验结果表明,炉膛温度越高,过量空气系数越高,结渣率就越高;对大多数生物质成型燃料来说,软化温度越低,结渣率越高;当软化温度超过1 368℃时,不会发生结渣,燃用生物质成型燃料的锅炉,炉膛的出口烟温应低于1 000℃,可以减少结渣。另外,结渣也与生物质灰渣中的Si元素、碱金属元素及碱土金属元素有关,碱土金属可以抑制结渣,而碱金属和Si元素可促使结渣,从而为设计适合生物质成型燃料燃烧设备及改善燃料的燃烧性能提供依据。     

300MW机组W型火焰锅炉燃烧调整试验研究

针对山西阳泉第二发电厂３００ＭＷ机组Ｗ型火焰锅炉存在的过热器超温、飞灰含碳量高、结渣等问题。进行了以二次风配风试验为主要内容的锅炉燃烧调整,通过在不同工况下检测炉内火焰温度分布等锅炉运行参数,分析了各主要二次风对锅炉炉内燃烧工况的影响及其调节规律,并讨论了锅炉负荷变化时对炉内温度分布和配风的影响。     

900MW超临界锅炉混煤燃烧的数值模拟

利用Fluent软件对某900 MW四角切圆燃烧的煤粉锅炉混煤燃烧过程进行数值模拟,研究了煤种和配比对炉内燃烧过程的影响,并与燃烧设计煤种时的锅炉炉内状态进行了比较分析。结果表明:在掺烧混煤时,与单烧设计煤种相比,锅炉炉膛内的温度分布相似,烟气充满度比较好,炉膛出口烟温稍高,灰污层外表面温度低于神木煤灰分的软化温度,结渣的可能性较小;神木煤与澳洲煤4∶1和3∶2掺烧时,能使锅炉安全运行,掺烧方案是可行的。     

负荷变化对900 MW超临界锅炉炉内燃烧影响的数值模拟

利用Fluent软件对1台900 MW四角切圆燃烧锅炉在不同负荷下炉内燃烧过程进行了数值模拟,分析了负荷变化对炉内流动和传热的影响规律.结果表明:在高负荷工况下运行时,炉内燃烧充分且稳定,但是炉内火焰更容易冲刷水冷壁,可能发生局部结渣现象;在低负荷工况下运行时,炉内火焰充满度较差,切圆燃烧的稳定性显著下降,炉膛水冷壁灰污表面温度也相应降低,水冷壁表面结渣的倾向弱化,沿高度方向水冷壁吸热不均匀性增大.由于该锅炉的低NOx燃烧器采用了分离燃尽风,使得高温区扩展,火焰中心高度比采用有关标准推荐的方法计算所得结果高4~5 m.     

布尔台煤燃烧特性试验研究

采用西安热工研究院的1 MW半工业性试验炉,对布尔台煤进行燃烧试验研究,分析其燃烧特性。试验结果表明:由于布尔台煤的挥发份较高,着火稳定性较好。运行氧量在2.5%时,布尔台煤燃尽率相对较低;随着氧量的增加,炉膛出口温度增加,对屏区结渣不利,运行氧量控制在3.5%左右合适。煤粉细度R90在9-36%范围内对布尔台煤燃尽率影响较小,煤粉细度R90增加时,NO_x排放增大,炉膛出口温度较高,对机组燃烧不利,建议煤粉细度R_(90)控制在18%。     

高温熔渣对高碱煤碱金属捕捉特性研究

旋风燃烧技术是将煤中大部分灰在旋风燃烧器内形成液态渣膜并从锅炉底部排出的一种锅炉燃烧技术,高碱煤燃烧过程中释放的气相Na、K等碱金属在高温下与熔渣反应生成富含Na、K的低温共熔物,并随高温熔渣一起从锅炉底部排出,在解决新疆高碱煤强沾污结渣问题上具有一定的优势。实验研究了高碱煤在高温熔渣内燃烧过程Na、K、Ca、Fe等碱性金属的迁移、转换特性及其高温熔渣对碱金属的捕捉特性。研究结果表明:高碱煤与高温熔渣反应过程中挥发的Na、K、Ca、Fe、S等元素与高温熔渣反应,生成富含Na、K的变钾铁矾、三斜钾沸石、新硅钙石、白矾、斜钾铁矾等硫酸复盐和硅铝系复盐;煤中部分Na、K、S等元素通过高温熔渣的固化作用被固化至熔渣中,从而形成了一定量的富集。