CFB锅炉燃烧福建无烟煤的工业性试验

用石灰石做脱硫剂,在一台35 t/h循环流化床(CFB)锅炉上进行工业试验.采用炉内添加石灰石混烧的脱硫工艺,测试钙硫比和石灰石颗粒径变化对脱硫及锅炉运行效果的影响.试验结果表明(1)时均脱硫效率与瞬态最高脱硫效率均随Ca/S比的增加而增大,但在Ca/S＜2.5时增加缓慢.当Ca/S摩尔比为3.15时,时均脱硫效率有53.5%,瞬态最高脱硫效率可达77%;(2)石灰石的平均颗粒径越细,脱硫效率越高.当平均颗粒径为0.36 mm时,时均脱硫效率接近于50%;(3)加入石灰石脱硫会引起炉床温度波动,但波动幅度不大.当钙硫比较小时,炉床温度先升后降;而在钙硫比较大情况下,炉床温度则是先降后升;(4)在Ca/S比较小的情况下,添加石灰石混烧会使锅炉炉床平均温度下降,而使炉膛中部、上部和出口处的温度上升;在高Ca/S比情况下(＞3.0)却使锅炉整体的运行温度都下降.从试验结果推断,当钙硫比取2.5～3.0,石灰石平均粒径取0.2 mm～1.0 mm时,可以得到较好的脱硫运行效果.     

浅析调整流化床锅炉一次风和二次风风量的重要性

<正>0前言进入流化床锅炉炉膛的风主要分为一次风、二次风、播煤风、密封风、输煤风和返料风,流化床锅炉运行中后4项风的流量基本是固定的,且后4项风之和占总量的5%~7%,一次风和二次风的风量占总风量的93%以上,因此,对一次风和二次风的调整进行分析研究很有必要。1一次风调整的因素一次风在流化床锅炉运行中主要作用是保证     

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<...     

基于CFD的循环流化床锅炉二次风入口结构的改进设计

由于循环流化床锅炉中二次风穿透深度不够而存在着炉膛中心供氧不足和流动不均匀的现象,这种气固流动的不均匀性不仅加重了水冷壁壁面磨损的问题,更使得燃烧效率大大降低,成为了制约循环流化床锅炉大型化发展的瓶颈。因此针对传统循环流化床锅炉二次风射流问题,本文对某150 MW循环流化床锅炉的二次风入口结构进行了改进设计,并采用欧拉双流体模型对改进前后炉内流场进行了数值模拟和对比分析。结果表明,入口改进后炉膛内部气固流场更加均匀,新的入口结构改善了中心区域"欠氧区"的存在,不仅提高了燃烧效率并可以减轻壁面的磨损程度,同时该结构下二次风以较小的动量即可达到穿透深度的要求,降低了风机的能耗,从而达到了节能的效果。     

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。     

粒径对福建无烟煤在CFB锅炉中燃尽的影响

建立了福建无烟煤细颗粒燃烧模型,计算了其在容量35 t/h循环流化床锅炉炉膛内的燃尽时间和一次通过炉膛的停留时间,分析了不同粒径煤颗粒在不同燃烧温度和不同烟气流速时在CFB锅炉内的燃尽时间和停留时间的变化差异. 实验研究了福建无烟煤粒径对飞灰碳含量的影响及燃尽的影响. 结果表明,细煤颗粒的燃尽时间与停留时间均随粒径增大而增长,但燃尽时间增幅更明显,颗粒一次通过炉膛完全燃尽的临界粒径约为0.15 mm;粒径越大的颗粒其停留时间和燃尽时间对烟气流速和燃烧温度变化越敏感;无烟煤入炉粒径明显影响CFB锅炉飞灰含碳量,选用粒度为3~8 mm的偏粗颗粒为宜.     

二次风温度对回转窑内煤粉燃烧特性影响的研究

回转窑内煤粉燃烧为产品煅烧提供了热源,研究二次风温度对火焰形状、烟气流场及温度分布的影响,可为优化燃烧器的操作参数与结构参数提供依据.本文以一四风道煤粉燃烧器及φ4 m×60 m的回转窑为对象,应用Fluent软件,研究了以煤粉为燃料,二次风温度分别为1000 K、1250 K、1373 K、1550 K时,回转窑内火焰性能、烟气流场及温度分布情况.结果表明:对给定的四风道煤粉燃烧器,二次风温度为1373 K时,火焰最高温度达到2000K,回转窑内火焰形状成良好的棒槌状,火焰温度分布符合水泥生产的要求.     

电站锅炉气体不完全燃烧损失对供电煤耗的影响

将燃煤锅炉烟气中的可燃气体简化成CO气体,对中国电站100～1000 MW煤粉锅炉(PCB)和50～300 MW循环流化床锅炉(CFBB)的气体不完全燃烧损失(q3)和由此引起的供电煤耗提高值(Δb)进行了计算。结果表明:当烟气中的CO质量浓度从50 mg/m3增加到400 mg/m3时,随着动力煤干燥无灰基挥发分Vdaf的提高,煤粉锅炉和循环流化床锅炉的q3在0.01%～0.18%之间变化;燃烧褐煤的q3损失最大;PCB和CFBB的q3引起的Δb变化范围为0.03～0.65 g/kWh;相对于PCB,随着Vdaf的提高,CFBB的q3和Δb的波动幅度较小;q3和Δb随着烟气中的CO质量浓度的提高基本上线性提高;PCB和CFBB的q3、Δb随着锅炉蒸汽压力的提高逐步降低。     

浅析入炉煤挥发份对CFB锅炉磨损的影响

CFB锅炉作为现今各大发电厂普遍使用的燃煤锅炉,因具有燃烧效率高、燃料适用范围广、排放物更环保等优点而备受青睐。但是在CFB锅炉的使用过程中,炉内磨损却无法避免,这也造成了CFB锅炉存在长周期运行时间偏短的问题,严重影响着系统的安全、经济、稳定运行。入炉煤干燥无灰基挥发份,是CFB锅炉燃煤的一个重要指标。同一台锅炉,若实际干燥无灰基挥发份与设计干燥无灰基挥发份偏差较大,将会对CFB锅炉的磨损有一定程度的影响。通过入炉煤干燥无灰基挥发份指标调整前后的数据对比,探讨其对CFB锅炉的磨损产生的影响,从而达到改善CFB锅炉磨损状况的目的。     

CFB锅炉低氮燃烧对炉内固硫影响研究进展

随着火电厂烟气污染物排放标准的日益严格,循环流化床(CFB)锅炉多采用低氮燃烧技术在燃烧阶段降低NO_x的生成,但低氮燃烧应用会使炉内局部气氛,尤其是密相区的氧含量降低1%～4%,CO等还原性气氛增加1%～2%。固硫反应在不同氧浓度及还原性气氛条件下会表现出不同的反应路径,从而影响整个固硫反应速率和不同固硫产物的生成,导致最终固硫率的不同。因此CFB锅炉中引入低氮燃烧条件后会对炉内钙基固硫过程产生一定的影响。为了明晰低氮燃烧条件对CFB炉内钙基固硫反应的影响,保证燃烧中同时降低SO_2和NO_x的排放浓度,实现CFB锅炉中低氮燃烧技术与钙基固硫技术的耦合,综述了低氮燃烧反应条件对CFB锅炉炉内钙基固硫过程影响的研究现状,分别阐述了整个固硫过程中低氮还原性气氛及氧化-还原交变气氛条件对固硫剂煅烧、固硫剂固硫及固硫产物的分解转化3个不同反应阶段的影响。结果表明:CO_2浓度变化对CaCO_3煅烧影响较大且研究较多,气氛中CO_2的分压会直接减弱煅烧反应进行的程度;O_2和CO浓度变化对CaCO_3煅烧的影响未见报告,但从理论上推断影响较小,仍需进一步试验证明。在低氮燃烧形成的氧化-还原交变气氛下,炉内固硫反应过程变得复杂。氧气消失后,固硫率会降低20%左右,随着还原性气氛中CO含量的增加,固硫率还会进一步降低;随着CO等还原性气氛的增强,固硫产物CaSO_4稳定性降低,分解温度降低,CaS稳定性增强。但氧化、还原交变气氛下固硫产物的转化机制研究表明,当形成以CaS为内核,CaSO_4为外壳的固硫产物时,钙利用率和固硫效率会有所提高。可见,低氮燃烧气氛对硫化反应的影响具有不确定性。由于硫化反应的复杂性和固硫产物的不稳定性,目前尚无明确的针对不同固硫剂与反应温度和反应气氛的最佳匹配结果。因此,提出需进一步探究石灰石、电石渣等钙基固硫剂在不同氧浓度气氛及不同程度还原性气氛条件下的固硫反应机制,明确低氮燃烧条件对钙基固硫过程的影响,最终获得CFB锅炉低氮燃烧与炉内钙基固硫两者有机结合的优化反应条件,为实际生产提供可靠的理论依据。     

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。     

大型CFB锅炉一次风机的开发与应用

在研究了大型CFB锅炉及其一次风机特点的基础上,针对某厂自备电站CFB锅炉的需要,重点对其一次风机进行了方案设计、气动计算、材质研究、结构设计、强度与振动计算、间隙设计等一系列的研究、设计与计算,最后研制开发了一次风机样机,并在某厂自备电站成功投入了工业应用。     

某电厂1号机组高负荷下二次风运行优化试验研究

本文在对某电厂1号630MW燃煤锅炉运行工况摸底的基础上,考察了优化前在中高负荷下省煤器出口A/B两侧过热汽温、再热汽温、飞灰可燃物含量、截面处CO及O₂含量的分布,计算了CO热损失及修正后的锅炉热效率,提出了对燃烧器内外二次风、燃尽风的优化调整方案。试验结果表明,优化后580MW、450MW两个负荷下,A/B侧主蒸汽温度与再热汽温良好,CO浓度分别从6166μL/L和2852μL/L下降至77μL/L和39μL/L;优化后的锅炉热效率分别提高了2.09%和1.32%,较好的实现了降本增效。     

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。     

直接利用熔窑二次风预混式燃烧器烤窑的实践

文章介绍了在国外某厂熔窑上直接利用熔窑本身一对热风预混式高速短焰燃烧器进行热风烤窑的实践。     

浅谈燃煤粒度对锅炉热效率的影响

通过查阅锅炉专业书籍,简要介绍了煤的种类和燃煤粒度的关系,即燃煤挥发分高,入炉燃煤小粒度份额可相应减少;锅炉不同燃料、不同类型锅炉对燃煤粒度的要求,即高循环倍率的循环流化床锅炉对入炉煤的粒径要求比较细.低循环倍率的循环流化床锅炉对入炉煤的粒径要求比较粗.链条锅炉因属于固定床层状燃烧方式,要求入炉煤的粒径应成块分布,粒径小于3 mm的份额小于30%以及燃煤粒度对锅炉运行的影响.并结合我厂锅炉的实际情况--流化床锅炉分离器结焦、床层越烧越低,运行中不放料、飞灰含碳量偏高,链条锅炉炉渣含碳量偏高,热效率偏低问题.通过理论联系实际,分析出问题产生的主要原因是燃煤质量发生较大偏差,且燃煤粒度太细,不符合锅炉完全燃烧的要求.为此,车间通过将榆煤系统1#概率筛网孔由30mm×30mm扩大到40mm×40 mm,1#碎煤机筛板直径由30mm扩大到40mm,将2#概率筛网孔由10mm×10mm扩大到20mm×20mm,1#煤机筛板直径由10 mm扩大到20 mm,并通过加大车间小指标考核力度,控制燃煤湿度的方法满足煤的完全燃烧要求,同时通过控制燃料粒度来解决生产问题,并提高锅炉热效率的,最后对车间通过控制燃煤粒度所带来的经济效益进行分析.     

石油焦锻烧回转窑内流场在不同二、三次风入口条件下的数值模拟

采用κ-ε模型和SIMPLEC算法，对石油焦煅烧回转窑内部的气相流场进行了数值模拟，通过改变回转窑的二次风与三次风的位置与方向，得到了相应条件下窑内的流场分布情况，并进行了比较和分析，从而为石油焦煅烧回转窑结构的优化设计和改进提供了参考依据。     

回转窑二次风富氧燃烧的数值模拟

针对一实际尺寸的回转窑建立模型,分别进行了空气助燃(21% O₂)和二次风富氧(23% O₂)燃烧的数值模拟研究。结果表明,二次风富氧后,高温区覆盖形状没有明显变化,仍呈“棒槌状”;在回转窑前端,煤粉挥发分与焦炭燃烧速度加快,整体温度有所提升,最高温度由2386 K增至2427 K,壁面所接收的辐射量得到了提升;但NO_x的生成量也大幅度提高,其中出口处NO_x由247 mg/m³增至367 mg/m³。考虑到制氧成本问题及NO_x排放问题,在二次风中进行富氧燃烧的总体效果不够理想。     

再议对窑外分解窑煤粉燃烧用风问题的看法

自从窑外分解窑从国外引入我国之后，就有人将从冷却机抽取的、送往分解炉的、使炉内煤粉燃烧的热风称为“三次风”，并将从冷却机输送热风至分解炉的管道称为是“三次风管”。其实，根据煤粉燃烧的基本概念，分解炉中煤粉燃烧用的风应该是与窑头煤粉用的风在性质和名称上是一样的即是“一次风”和“二次风”……。只不过长期以来，人们已将“窑系统的三次风”当作了“炉用二次风”来理解。但从概念和理论上讲，此“三次风”的理解与说法，还是应该改为“炉用二次风”或“炉的二次风”较为合理一些。其理由如下：     

垃圾焚烧炉二次风技术的数值模拟研究

焚烧法是处理城市固体垃圾的有效手段,层燃焚烧炉是应用最广的城市垃圾焚烧设备。但是城市生活垃圾热值低,着火困难,因此必须对传统层燃垃圾炉的燃烧系统进行优化改进。层燃垃圾炉的燃烧系统主要包括炉拱和二次风结构。改动炉拱结构工作量较大,难以在现场实施。而对二次风结构进行改进比较现实。本文采用数值模拟方法,对传统层燃垃圾焚烧炉的二次风进行了改进研究。研究结果表明,在后拱出口处增加二次风能够形成理想的α型火焰,进而提高焚烧效率。二次风的理想设计参数为：8个圆形二次风口,下倾角度为28度,风口直径为110 mm,二次风速为50 m/s,为层燃垃圾焚烧炉燃烧系统的优化设计提供了理论依据。