330 MW CFB锅炉机组深度调峰运行优化

为进一步提高火电机组对新能源的消纳能力,当前对火电机组调峰要求越来越高,以某电厂330 MW亚临界CFB机组宽负荷调峰运行为例,针对限制深度调峰的流化安全问题、污染物排放浓度过高及工质偏差等问题,提出了相应运行策略和技术措施。通过改变筛板限距条间距为8 mm,减小入炉煤粒径;采用“回”字形布置在风帽上加装节流环,改善了机组深度调峰下的流化状态;调整布风板面积及一二次风配比,有效降低了深度调峰状态下的最小流化风量。经调整,在流化风量380 km³/h、风温245℃运行工况下,布风板阻力提高了2 231 Pa。50%负荷工况下,流化床前后平均温差由126.8℃降至27.2℃。引入烟气再循环系统,采用多流态多粒度炉内脱硫技术和脱硝喷枪改造。将300～500μm石灰石由二次风输送进炉膛,1～2 mm石灰石由给煤系统投入炉膛。在炉膛中下部及二次风口倾斜段切向安装多组脱硝喷枪,根据不同调峰负荷调整脱硝喷枪开关。实现了20%机组调峰深度运行时,SO₂排放量稳定控制在5 mg/m³以内,NO_x排放量降至30 mg/...     

660MW燃煤机组SCR烟气脱硝系统的研究

以某电厂660MW级燃煤机组SCR脱硝装置为例,在保证SCR系统以及燃烧条件稳定运行的情况下,主要研究了入口NO_x浓度对出口NO_x浓度、脱硝效率、氨逃逸率等运行参数的影响。结果表明:出口NO_x浓度随着入口NO_x浓度的提高而提高,线性拟合的R2值可达0.97,满足线性关系;脱硝效率总体随入口NO_x浓度的变化不大,稳定浮动在81%左右,证明此机组脱硝效率具有稳定性;入口NO_x浓度与氨逃逸率呈正相关,且入口浓度存在一个最佳值(280mg/m~3),使氨逃逸率最低。     

精细燃煤混配 保证机组平稳可靠运行

本文主要侧重对油田热电厂锅炉燃用煤不同煤种研究，燃煤混配进行探索，保证机组用煤平稳、可靠。担负起“为油田稳产提供安全可靠的电源，为居民供热提供平稳温暖热源”的神圣责任。     

国产300MW火电机组调峰方式研究

我国各大电网的组成结构一般都是以燃煤火电机组为主,其中300MW及其以上负荷的火电机组又成为火电机组中不可或缺的主力军。现在国家提倡节能减排,电网调峰运行则是电力企业减小能耗提高经济性能指标重要措施。本文着重探讨了国产300MW火电机组调峰方式,以及低负荷调峰与两班制调峰的特点。     

燃煤机组耦合农林生物质发电技术现状及展望

燃煤机组耦合生物质发电具有改造成本低、调峰灵活、运行安全等特点,是双碳形势下火电机组减少碳排放,提高可再生能源发电比例的有效途径。目前,我国燃煤机组耦合生物质发电技术的应用非常有限。为进一步发挥生物质等清洁零碳的可再生能源在我国新型电力系统中的作用,同时利用燃煤机组灵活可调度的优势,详细调研了我国生物质资源现状、燃煤机组和生物质的耦合方式、国内外典型燃煤机组耦合生物质发电项目的运行情况。指出我国生物质尤其是农林废弃物存在较大资源浪费,燃煤机组耦合生物质发电技术在国外尤其是欧洲国家已得到大规模应用,国内目前尚未应用于大型机组。梳理了燃煤机组直燃耦合生物质发电技术目前面临的挑战,主要包括稳定低成本的生物质原料供应和加工流程尚未形成、高比例掺烧缺乏成熟技术、受热面沾污腐蚀问题亟待解决、掺烧时生物质发电量的计量尚未形成标准等。为提高大型燃煤机组灵活性、降低CO₂排放量,未来需在以下几方面做出努力：通过在电厂周边或边际土地上种植某些能源作物保证生物质原料的相对单一性和稳定性,避免原料性质变化太大对机组运行的影响;发展高比例生物质耦合发电技术,保证煤与生物质掺混比例灵活可调;...     

燃煤发电-物理储热耦合技术研究进展与系统调峰能力分析

近年,可再生能源的快速发展提高了对电力供应系统灵活性运行的要求。未来几年燃煤机组深度调峰将成为常态。燃煤发电机组的灵活性改造是解决火电与新能源发展之间冲突的重要举措。为提高燃煤发电机组的深度调峰能力,提出燃煤发电-储热耦合技术。耦合技术能够实现热电解耦,提升机组的深度调峰能力与灵活运行特性,为新能源提供更多的上网空间。针对燃煤发电-储热耦合技术,论述了可应用于燃煤机组的3种物理储热技术：热水储热、相变填充床储热与熔盐储热技术,并分析3种储热技术的特点,提出未来3种物理储热技术的研究方向。总结评价储能装置热力性能的指标,包括蓄放热功率、无量纲温度、Richardson数、蓄放热效率。同时建立燃煤发电-储热耦合系统的调峰能力计算模型,将燃煤发电机组的电热特性与储热系统计算模型耦合,以此分析燃煤发电-储热耦合系统的调峰能力。提出燃煤发电-储热耦合系统合理的运行机制,建立评价耦合系统的热力性能指标：储热过程、放热过程与全过程的热效率、系统调峰容量与调峰裕度。构建燃煤发电-储热耦合系统的电热综合调度模型,模型包括目标函数与调度约束。其中调度约束包括电力平衡约束、供热约束、可再生能源出力约束、电功...     

660MW燃煤机组SCR流场模拟优化与喷氨优化运行

以某电厂660 MW亚临界燃煤机组SCR烟气脱硝系统为研究对象,对SCR反应器内烟气流动以及喷氨分布均匀性进行数值模拟研究。通过对比首层催化剂前烟气速度分布及NH_3浓度分布,研究了SCR反应器内均流部件对烟气流场均匀特性的影响,并且在数值模拟的基础上对喷氨方式进行了优化调整研究。研究结果表明:优化调整烟道内均流部件对速度、浓度均匀性有显著改善作用;通过分析流场不均匀性得到的分区喷氨方法能够进一步优化NH_3在烟道中分布;现场试验验证了调节喷氨格栅阀门可降低SCR反应器出口NO_x浓度。本文研究可为燃煤机组SCR系统导流板优化及实际电厂喷氨优化调试提供参考。     

燃煤机组耦合蒸气干化污泥能耗特性试验

煤与蒸气干化污泥耦合掺烧是一种大规模处置污泥的技术手段,而蒸气干化污泥掺烧对机组能耗的影响规律尚不明确。对某350 MW燃煤机组开展蒸气干化污泥掺烧性能试验,研究蒸气干化污泥对锅炉效率、厂用电率、汽机热耗率、机组能耗率等的影响。试验期间,湿污泥处理量设定为8.00 t/h,利用污泥干化机将湿污泥含水率从80%分别干化至60%、40%。结果表明,蒸气干化污泥耦合发电时,机组能耗率上升,其中,锅炉效率下降主要是因为排烟热损失和固体未完全燃烧热损失增加,汽机热耗率上升是由于干化蒸气消耗,机组厂用电率上升主要是由于风机系统电耗和脱硫系统电耗上升。污泥干化程度越高,锅炉效率下降幅度越小,汽机热耗率上升幅度越大,机组厂用电率上升幅度越小。利用蒸气将污泥含水率从80%干化至40%,机组供电燃料耗率略有下降,机组供电燃料耗率变化量从2.039 g/kWh降至1.904 g/kWh。当机组掺烧湿污泥时,锅炉效率下降和厂用电率上升是造成机组能耗率上升的主要因素;当机组掺烧蒸气干化污泥时,汽机热耗率上升是导致机组能耗率上升的关键因素。本研究为蒸气干化污泥耦合发电机组能耗评估提供了理论和数据支撑。     

燃煤机组掺烧市政生活污泥现场试验

焚烧处理是我国生活污泥主要处置方式,燃煤与污泥掺混燃烧是研究热点之一,但在小规模燃煤机组研究和应用较少,基于国内某电厂210 MW四角切圆燃煤机组,对8个工况分别开展掺烧生活污泥的现场试验。结果表明,随污泥掺烧比例增加,燃料水分、灰分和硫分含量逐渐增加,热值逐渐降低。对于固体产物,由于污泥中重金属含量高于燃煤,在掺混污泥燃烧后,飞灰、炉渣和脱硫石膏的重金属含量增加,存在二次污染风险。常规烟气污染物NO_x、SO₂和粉尘排放受掺烧污泥影响较小,现有烟气净化工艺可满足燃煤烟气的超低排放要求;掺烧污泥后重金属及其化合物等污染物浓度上升,最高提升了约3.6倍,满负荷工况下掺烧10%污泥时,二噁英平均质量浓度为0.021 ng/m³(以毒性当量浓度TEQ计),但仍满足相关排放要求;掺烧10%生活污泥时,炉膛平均温度仅下降15℃,热效率降幅低于0.5%,影响并不显著。     

Alberta mercury regulation for coal-fired power plants

Alberta stakeholders, through the Province's Clean Air Strategic Alliance (CASA), identified mercury as the pollutant of highest priority for control from coal-fired power plants. Working with CASA, the Province finalized a new Mercury Emission from Coal-Fired Power Plants Regulation [Mercury Emissions From Coal-fired Power Plants Regulation, March 2006, Alberta Regulation 34/2006, Alberta Queen's Printer, Regulation may be found at http://www.gov.ab.ca/qp.] [1]. The regulation places the province at the forefront of controlling mercury emissions from the sector on a global level by driving actions to reduce mercury emissions from existing coal-fired power plants in the province by at least 50% by 2010. Requirements also include continuous improvement provisions for further mercury reductions beyond 2010 based on technology advancement over the next 10 years. This paper summarises the regulation, the work the province undertook at the provincial and national level in its development, and status of implementation actions.     

燃煤电厂脱硫废水处理工艺试验研究

为了降低燃煤电厂脱硫废水零排放的处理成本,通过中试试验,研究了脱硫废水经过药剂软化预处理+管式超滤+碟管式反渗透(DTRO)浓缩+蒸发结晶工艺的技术可行性,摸索了各工艺段的关键运行参数。试验结果表明:预处理投加石灰阶段,p H控制在10.5~11时,水中镁离子去除效果较好,且可以去除水中大部分重金属及F-。管式超滤和DTRO抗污堵性较好,能够将废水进行减量化处理,回收率控制在65%~70%。系统稳定运行,浓水可以进入蒸发结晶系统,使蒸发水量减少50%~60%,投资和运行成本都有所降低。     

100MW燃煤电厂非碳基吸附剂喷射脱汞实验研究

选取一个100 MW燃煤电厂对氯化铜改性氧化铝和氯化铜改性沸石进行喷射脱汞实验,应用EPA 30B标准方法对静电除尘器(ESP)前后烟气中的汞价态分布进行了采样和测试.研究了吸附剂喷射量对烟气中汞脱除率的影响.现场测试的汞平衡结果为77.1%～111.5%.经修正的汞平衡结果表明,吸附剂喷射量越大,脱汞率越高.改性氧化铝的脱汞率最高可达30.6%,改性沸石的脱汞率最高可达29.2%.喷射非碳基吸附剂后烟气中元素汞(Hg⁰)显著下降,在喷射量为0.22 g·m^-3时,两种吸附剂可将烟气中Hg⁰比例由40%降低至22%左右,减少的Hg⁰主要转化为Hg^P.非碳基吸附剂与湿法脱硫(WFGD)系统协同使用可以有效减少Hg⁰向大气中的排放.     

运行工况对某火电厂选择性催化还原脱硝催化剂活性的影响

催化剂是选择性催化还原脱硝技术的核心,其催化性能直接关系脱硝效果。在某火电厂选择性催化还原脱硝装置中取出新鲜催化剂,用SEM、BET、TG、TPD-TPR和XRD进行催化剂特性表征,在火电厂实际运行的空速3 500 h^－1和反应温度350 ℃下,NO转化率为93.96％。提出了火电厂催化剂运行及管理的建议。     

Experimental study on mercury transformation and removal in coal-fired boiler flue gases

This paper reported mercury speciation and emissions from five coal-fired power stations in China. The standard Ontario Hydro Method (OHM) was used into the flue gas mercury sampling before and after fabric filter (FF)/electrostatic precipitator (ESP) locations in these coal-fired power stations, and then various mercury speciation such as Hg⁰, Hg²⁺ and Hg^P in flue gas, was analyzed by using EPA method. The solid samples such as coal, bottom ash and ESP ash, were analyzed by DMA 80 based on EPA Method 7473. Through analysis the mercury speciation varied greatly when flue gas went through FF/ESP. Of the total mercury in flue gas, the concentration of Hg²⁺ is in the range of 0.11–14.76 μg/N m³ before FF/ESP and 0.02–21.20 μg/N m³ after FF/ESP; the concentration of Hg⁰ ranges in 1.18–33.63 μg/N m³ before FF/ESP and 0.77–13.57 μg/N m³ after FF/ESP, and that of Hg^P is in the scope of 0–12.11 μg/N m³ before FF/ESP and 0–0.54 μg/N m³ after FF/ESP. The proportion of Hg²⁺ ranges from 4.87%–50.93% before FF/ESP and 2.02%–75.55% after FF/ESP, while that of Hg⁰ is between 13.81% – 94.79% before FF/ESP and 15.69%–98% after FF/ESP, with that of Hg^P is in the range of 0%–45.13% before FF/ESP and 0%–11.03% after FF/ESP. The mercury in flue gas mainly existed in the forms of Hg⁰ and Hg²⁺. The concentrations of chlorine and sulfur in coal and flue gas influence the species of Hg that are formed in the flue gas entering air pollution control devices. The concentrations of chlorine, sulfur and mercury in coal and the compositions of fly ash had significant effects on mercury emissions.     

装置蒸汽动力系统与热电厂运行同步优化

石化企业装置蒸汽动力系统通常独立设计和操作,忽视了与热电厂蒸汽动力系统的联系。热电厂蒸汽动力系统通常在固定的蒸汽和电力需求下进行优化,忽视了与装置蒸汽动力系统的联系。为实现石化企业蒸汽动力系统的全局优化,本文提出了用于装置蒸汽动力系统与热电厂运行同步优化的方法。首先使用热电厂透平和锅炉的设计及运行数据回归得到设备模型系数,依照现有结构建立热电厂蒸汽动力系统约束。然后以装置蒸汽动力系统设计和操作灵活性为区分,将装置分为三类：第一类装置蒸汽和电力需求无法调节;第二类装置可以通过减温减压调节蒸汽需求;第三类装置既可以通过减温减压调节蒸汽需求,也可以通过驱动选择调节热电需求。装置透平模型参数采用文献值,通过采集各类装置蒸汽和电力需求等数据建立装置蒸汽动力系统约束,最后通过热电厂与装置蒸汽和电力的连接关系建立耦合模型。耦合模型以年度费用为目标函数,其中包括热电厂运行费用以及装置透平和电机的年度投资费用,通过优化求解得到热电厂设备负荷分配方案以及装置蒸汽动力系统设计方案。通过算例论证了同步优化方法的可行性,与独立优化相比,同步优化降低年度费用451万美元。     

燃煤电厂协同脱汞研究进展及强化措施

燃煤电厂是大气汞排放的重要源头,但是我国目前尚无完善的烟气汞控制方案。本文简要综述了国内外烟气脱汞技术研究现状,统计了国内污控设备（包括脱硝设备、除尘设备和脱硫设备）的装机容量。指出污控设备对烟气汞具有一定的协同脱除作用,但是受到我国煤质及运行条件等因素的制约,效果并不理想。本文结合国内某燃煤电厂的实测情况,提出了以下强化措施：①通过添加溴盐溶液,提高选择性催化还原（SCR）对烟气汞的氧化效率;②通过粉末活性炭与溴盐联合使用,强化静电除尘器（ESP）对烟气汞的协同脱除效率,脱汞效率可达90%以上;③通过精确控制脱硫浆液的pH值以及定期外排脱硫浆液,以降低其中汞的再释放率,维持湿法脱硫工艺（WFGD）稳定的烟气汞协同脱除效率;④通过优化和调整锅炉运行条件,提高现有污控设备体系的协同脱汞能力。     

纳米冷冻机油热导率的实验研究

采用两步法,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,制备了不同种类的纳米冷冻机油并对其分散稳定性进行了实验研究。采用Hot Disk热常数分析仪,测量了40℃下纳米冷冻机油(纳米材料为TiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、石墨和碳纳米管,体积分数为0.05%、0.1%、0.2%、0.5%、1%和2%)的热导率,分析研究了颗粒体积分数、粒径、材质以及表面活性剂等因素的影响。结果表明:纳米冷冻机油的热导率随着颗粒体积分数的提高而增大;相同体积分数下随着颗粒粒径的增大而减小,而相同粒径下又随着颗粒材质热导率的提高而增大;同时分散稳定性优的纳米冷冻机油热导率较高。基于纳米粒子的体积分数、粒径、团聚理论和布朗运动开发了纳米冷冻机油热导率预测模型,并与实验数据进行比较,发现预测值与90%的实验数据偏差在±3%以内,平均偏差1.6%。     

330 MW亚临界CFB锅炉烟气再循环深度调峰运行性能研究

为了消纳新能源上网,循环流化床(CFB)锅炉机组利用自有调峰能力强特点,参与深度调峰灵活性运行。但超低负荷运行时,受密相区流化安全约束,一次风总量无法持续下降,从而破坏了固有的一、二次风分级还原特性,导致更多的NOx生成。同时,炉膛出口温度远低于选择性非催化还原(SNCR)温度窗口,导致设置在分离器内的脱硝系统效率下降。烟气再循环技术是一种适合CFB锅炉低负荷运行的NOx控制技术,介绍了330 MW亚临界CFB锅炉机组烟气再循环改造前后的运行性能对比,结果表明,在超低负荷条件下,采用烟气再循环技术能在维持密相区流化安全的同时,显著降低一次风量,强化密相区还原氛围,同时降低密相区温度,延迟炉膛内燃烧,显著提高炉膛出口烟温,有效避免了分离器内SNCR脱硝效率的降低。并针对烟气再循环系统内的腐蚀提出了合理的运行控制策略。