锅炉高温腐蚀在线监测技术的研究

在试验室模拟某300 MW机组锅炉的高温腐蚀,对炉膛贴壁处烟气成分浓度和水冷壁高温腐蚀速率的相关性进行了试验研究.结果表明:在不同的气体配比下,高温腐蚀速率随CO浓度的提高呈抛物线增长;通过实时测量烟气中CO、O2、H2S和SO2等气体浓度,可实现炉膛高温腐蚀速率的在线监测.应用此研究结果在实炉中进行了热态试验,结果表明:在锅炉燃烧优化过程中,应监测炉膛水冷壁高温腐蚀速率,以确保机组安全.     

锅炉启机过程中飞灰再燃及爆炸风险特性研究

针对燃煤电厂锅炉启机过程中高温烟气与锅炉尾部烟道内未燃尽飞灰和烃类相遇而引起二次燃烧或爆炸现象,开展了相关研究。首先对锅炉启机烟气及飞灰可燃成分进行了分析,发现烟气可燃成分约为0.1%～0.3%,飞灰碳含量为12.04%～44.66%、挥发分含量为3.71%～13.20%;其次对采集飞灰燃烧特性进行了研究,分别以10、20、30℃/min的升温速率从室温升到1000℃,发现飞灰着火温度随升温速率提高而上升,因此适当提高升温速率,飞灰更不易着火;最后通过分析高低温烟气混合温度、飞灰爆炸下限浓度和爆炸极限氧浓度,发现SCR入口烟温可达到364℃,飞灰浓度小于50 g/m³,证明锅炉启机过程中尾部管道内的飞灰不易爆炸,确保SCR系统可以有效安全工作。     

复合相变换热器在电厂锅炉烟气余热回收中的应用

介绍了在电厂锅炉尾部烟气余热利用技改中,应用复合相变换热器可使锅炉尾部烟气温度降低至烟气的露点温度附近,最大限度地回收烟气热量,提高能源利用率.     

恒流稀释预处理技术及其在复杂工业环境下的应用研究

针对目前工业现场常采用的多级过滤伴热抽取预处理方式存在样气失真、管线易堵塞和腐蚀、测量延时、维护量大等问题,开展烟气恒流稀释预处理技术研发并将其应用于复杂工业现场。研究首先基于渐缩喷嘴的恒流特性开展验证实验,实验结果表明,渐缩喷嘴入口流量与喷嘴喉径呈正相关而与背压呈负相关性,当背压低于45 kPa时气体达到声速壅塞状态且保持恒流;随后基于原理实验研制适用于不同复杂工业环境下的高保真烟气恒流稀释预处理装置,并结合可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术开发气体在线监测分析系统,同时将其应用于煤粉锅炉水冷壁近壁面气氛和磨煤机出口CO在线监测现场,实现了高尘、高湿、高腐蚀等恶劣工况下烟气高保真取样和高精度测量,有效解决了目前复杂工业现场烟气取样管线堵塞、气体成分失真等问题,为气体高精度在线监测系统安全稳定运行提供技术支撑。     

基于烟气成分软测量的煤质元素分析在线监测方法研究

建立了基于烟气成分分析的电站锅炉入炉煤质监测模型,利用较容易测量的烟气气体含量和燃煤灰分数据,结合电厂记录的煤质数据的研究结果,通过软测量技术,实现了锅炉入炉煤元素成分和发热量的全面监测,并可以进一步矫正入炉煤量。试验表明:燃煤收到基低位发热量模型的计算值和实验室分析结果的偏差在3%以内,入炉煤量偏差在3%以内,各元素的偏差也在2%以内,满足工程需要。     

1 MW循环流化床垃圾焚烧的试验研究

利用1 MW循环床垃圾焚烧大型热态试验装置进行了生活垃圾焚烧试验。试验中测量了绝热炉膛沿炉膛高度的温度分布和CO、NOx、SO2等气体成分的浓度分布。结果表明,焚烧垃圾时,炉膛的温度分布与燃煤时显著不同;相对于燃煤锅炉,垃圾焚烧炉需要更高的炉膛;垃圾焚烧的烟气成分中NOx较低,不经处理即能达标。可为循环床垃圾焚烧炉的设计和运行提供参考。     

利用激光技术测量电弧炉烟气温度和成分

用来测量电弧炉烟气中CO和O2的温度和成分含量的激光光谱仪由德国林德分析仪器公司研制成功。该仪器由3部分组成:传感器、接收器、电子式数据处理器和显示装置。描述了激光发射光谱和接收光谱的工作原理。该仪表的优点是:烟气中的水分和灰尘不影响测量准确度、仪表中无可动部件、每天连续工作24h勿需清洁处理、检测速度快,采样周期只有10ms,快速分析时间<1s,当CO气体超出标准允许值时,自动发出报警信号,从而消除了爆炸的潜在源。图6利用激光技术测量电弧炉烟气温度和成分@花皑     

基于烟气成分分析的电站锅炉入炉煤质监测模型

建立了基于烟气成分分析的电站锅炉入炉煤质监测模型，利用较容易测量的烟气气体含量和燃煤灰分数据，结合煤中元素成分的相关性研究结果，通过软测量技术，实现了锅炉入炉煤元素成分和发热量的全面监测。现场试验表明：燃煤收到基低位发热量的实验室分析结果和模型计算值的偏差在－684～895kJ/kg之间。本文提供了入炉煤质的监测方法，与机组性能监测、能损诊断系统相配套，完成入炉煤元素含量、发热量以及机组运行经济指标的监测。     

锅炉酸露点测量装置设计

在锅炉燃烧系统中因为燃料的影响，在尾部排烟中会含有硫元素。排烟温度控制不合理会使烟气冷却为硫酸溶液，对锅炉的安全运行造成隐患。通过测量锅炉烟气酸露点来指导调节排烟温度，对提高锅炉的安全运行有重要作用。设计了一种锅炉酸露点测量装置，测得排烟酸露点，实现对锅炉安全稳定运行的指导。     

燃气锅炉烟气余热回收实验分析

通常燃气锅炉的排烟温度较高 ,一般在 16 0～ 2 4 0℃。所排烟气中含有不凝结气体和水蒸气 ,过热状态的水蒸气是烟气中热量的主要携带者。文章分析了烟气成分、换热机理 ,通过实验证明了降低锅炉的排烟温度回收烟气中水蒸气的显热和潜热 ,不仅提高了锅炉的热效率 ,同时凝结液也回收了烟气中部分酸性气体 ,因此具有节能与环保的双重功效     

锅炉烟温测量偏低值的计算方法

分析了锅炉烟道内烟温测量值偏低的原因及其影响因素。根据热交换理论提出了较完善的计算锅炉烟道内测量偏低值的理论方法 ,给出了几个计算示例 ,并对测量烟温的热电偶安装和维护注意事项作了说明     

Evaluation of retrofitting a conventional natural gas fired boiler into a condensing boiler

The exit flue gas temperature of a conventional gas fired boiler is usually high and a great amount of heat energy is lost to the environment. If both sensible heat and latent heat can be recovered by adding a condensing heat exchanger, the efficiency of the boiler can be increased by as much as 10%. In this paper, based on combustion and heat transfer calculations, the recoverable heat and the efficiency improvement potential of different heat recovery schemes at various exit flue gas temperatures are presented by performing design calculations. The payback period method has been used to analyze the feasibility of retrofitting a conventional gas fired boiler into a condensing boiler in a heating system in detail. The results show that the most economical exit flue gas temperature is 40–55 °C when a conventional natural gas fired boiler is retrofitted into a condensing boiler simply by adding a condensing heat exchanger. It is feasible to use the return water of a heating system as the cooling medium of the condensing heat exchanger because the return temperature varies with the ambient temperature and is lower than the dew point of the water vapor in the flue gas in most periods of a heating season in some regions, which has been verified by retrofitted case.     

基于等效焓降法的锅炉尾部烟气热量深度利用系统热效率研究

介绍了目前较常用的两种锅炉尾部烟气热量深度利用系统。通过等效焓降法对两种系统进行了理论研究,推导出热效率公式,结合某1 GW等级超超临界机组THA工况,应用等效焓降法对两种系统进行了定量计算和比较,结果表明:在一定的工程边界条件和设计原则下,空气预热器旁路烟道系统更好地提升了烟气热量利用能级,热效率较高,节能效益较好。     

天然气锅炉改造为冷凝式锅炉的经济性评价

燃气供热锅炉排烟温度较高，带走了大量的热能。如果加装冷凝式换热器回收烟气的显热及潜热，可以大大提高锅炉效率，但是加装换热器必然增加设备成本。本文通过对冷凝式换热器设计计算，计算出不同排烟温度下的热能回收设备投资回收期，从经济上分析了天然气锅炉改造为冷凝式锅炉的可行性，并给出了锅炉最佳排烟温度。     

乏气送粉锅炉煤粉浓度软测量技术及其仿真研究

锅炉燃烧过程中,喷燃器出口煤粉浓度不均将会导致炉膛火焰中心偏斜,从而引起炉膛气流冲刷后墙及右墙,高温过热器,高温再热器出现局部超温,结焦的现象。因此准确测量各风管中的煤粉浓度并指导调节对锅炉的安全,经济运行非常重要,为此,必须寻找一种简单,高效,实用而且适合工程应用的煤粉浓度测量的方法。对于热风送粉锅炉的煤粉浓度测量,国内外做了大量的研究,并得到了工程应用。本文提出了一种乏气送粉方式下基于气固两相流理论,根据风粉混合前后压力差大小计算粉煤浓度的新方法,并在理论推导的基础上进行了仿真研究,结果表明,煤粉浓度计算值与混合压差呈很好的对应, 说明能量法理论计算公式是适用的。     

生物质颗粒预燃室燃烧试验与数值模拟

对生物质锅炉进行了生物质颗粒的燃烧试验,以了解其燃烧情况,同时进行了生物质颗粒燃烧的数值模拟,分析研究炉内的速度场、温度场和组分浓度场。对比数值模拟和试验数据,可知烟气出口处温度与数值模拟结果吻合较好,且锅炉燃烧性能良好,试验还测得在烟气出口处温度较高易结焦,可为以后锅炉改造提供方向。     

可消除颗粒物Mie散射对差分吸收光谱法影响的光谱数据处理方法

针对高尘环境下的烟气浓度测量,提出了采用小波滤波结合遗传算法反演气体浓度的光谱数据处理方法,并对信号噪声比较低的实测光谱数据进行了浓度反演.结果表明:在各种烟尘浓度下,利用该算法都能大幅度减少烟尘颗粒物Mie散射对差分吸收光谱(DOAS)法的影响,气体浓度反演结果接近于真实值,表明该算法具有较高的浓度反演精度和良好的抗粉尘干扰能力,且具有很小的零点误差.     

大型锅炉长期动态特性研究中的烟气计算模型

为了简便、准确、快速地解决大空量锅炉汽轮机组长期动态特性研究中的烟气放热计算问题,本文针对现有仿真用烟气放热模型的主要不足,由大容量锅炉热力计算的杜卜斯基－卜劳赫公式推导出新的仿真与动态特性分析用炉膛烟气放热模型;并通过简要的分析、简化和推导,得出了动态过程中各种锅炉换热面烟气出口温度和放热量计算方法,这些烟气计算模型能够较为准确、简单地反映动态过程中高温烟气在大容量锅炉的炉膛和各烟道换热面的烟温及放热量的变化规律,应用十分方便。最后将本文的烟气计算模型应用于某600MW超临界机组的动态特性仿真,仿真结果合理、正确。     

玻璃窑余热利用关键技术问题的探讨

结合玻璃窑的特点,提出影响玻璃窑烟气余热参数的主要因素,给出玻璃窑在燃用各种燃料下的典型烟气成分、粉尘特性和酸露点,对玻璃窑烟气粉尘在锅炉受热面表面的积灰机理和腐蚀过程进行了探讨,并提出余热锅炉减少积灰、预防低温腐蚀的主动措施和被动措施,针对玻璃窑窑压调整平稳的要求,提出了余热锅炉投运后的窑压调节和控制方式.     

锅炉烟气含氧量的混合Fuzzy-PI+PD控制

介绍了锅炉烟气含氧量的逻辑计算,并建立起锅炉燃烧系统的动态模型.针对锅炉烟气含氧量控制系统的特点,采用将模糊PI控制与模糊PD控制相结合的控制策略.该控制器将模糊PD控制的动态性能好的优点和模糊PI控制稳态精度高的特点结合起来,采用模糊PD和模糊PI分段控制的策略.利用MAT-LAB对控制系统进行仿真,结果表明,该控制器自适应能力及鲁棒性比传统PID控制器更强.