富氧燃烧烟气焓温特性分析

针对富氧燃烧锅炉增加了尾部再循环烟气和空气分离单元抽取的氧气特点,比较了常规空气燃烧锅炉焓温表计算方法与富氧燃烧方式下焓温表计算内容的区别,分析了富氧燃烧锅炉循环烟气焓、分离氧气焓和炉膛进口热燃烧气焓随氧气的体积分数变化的特性,给出了富氧燃烧锅炉烟气焓温表的计算方法,为富氧锅炉热力计算提供了理论依据.     

富氧燃烧锅炉热平衡计算方法研究

针对富氧燃烧锅炉增加了尾部再循环烟气和空气分离器抽出的氧气特点,对富氧燃烧锅炉进行了热平衡计算建模,并以常规燃烧锅炉热平衡计算方法为基础,提出了富氧燃烧锅炉热平衡计算方法方法,并比较了不同氧浓度对富氧燃烧锅炉热平衡计算结果影响规律。所得研究结果为开展富氧锅炉热力计算提供了理论基础。     

富氧燃烧烟气循环过程建模及燃烧产物体积变化特性研究

以300MW煤粉锅炉为例,详细计算并分析比较了烟气再循环方式及锅炉漏风系数对富氧燃烧锅炉燃烧产物成分变化规律。根据富氧燃烧不同烟气再循环方式,建立了富氧燃烧循环过程中各燃烧产物的体积计算模型并运用流程迭代的方法对燃烧产物中各组分体积做了详细计算。模型计算结果表明,炉膛出口燃烧产物中氧气和氮气的份额主要受漏风系数的影响,而水蒸气和二氧化碳的份额主要受烟气再循环方式的影响。所得研究结果对富氧燃烧锅炉受热面设计布置有着重要意义。     

某燃煤电站锅炉富氧燃烧技术的可行性分析

本文针对某200MW燃煤电站锅炉进行富氧燃烧和CO_2减排改造技术的可行性分析,分析了该锅炉的本体改造和辅机改造的技术要点,以及富氧燃烧改造过程中存在富氧燃烧的热力计算方法、富氧燃烧的燃烧器设计开发、烟气再循环量的确定、制氧技术和二氧化碳后处理工艺等关键问题。     

富氧燃烧锅炉炉膛内烟气辐射特性计算

用指统计窄带模型结合Mie氏散射理论计算了带有颗粒物的富氧燃烧锅炉炉膛内烟气的黑度,与逐线计算的富氧燃烧气体的黑度以及空燃时烟气黑度结果的比较表明,此方法可以准确地计算富氧燃烧条件下烟气的黑度,并计算了常规燃煤时颗粒物浓度下不同射线行程、不同烟气循环比、不同温度下富氧燃烧烟气的黑度。结果表明:颗粒物对烟气黑度的计算有较大影响;同时,由于富氧燃烧中CO_2和H_2O比例的增大,气体成分对燃烧产物的黑度也存在较大影响。本研究可为富氧燃烧锅炉的设计提供依据。     

不同O2/CO2比例气氛下富氧燃烧锅炉热力计算对比分析

采用富氧燃烧可以显著减少阻燃空气量以及烟气中非可燃气体含量,使得锅炉节能减排更加有效.不同的O2/CO2气氛下,富氧燃烧锅炉的燃烧状况随之变化,随着氧浓度的升高,炉膛内燃烧强度增强,理论燃烧温度升高,炉膛内辐射吸热量增加.介绍了富氧燃烧技术的基本特点,分析了不同O2/CO2比例气氛下富氧燃烧锅炉结构的不同,通过计算找到合适比例气氛下的富氧燃烧锅炉.     

高碱煤富氧燃烧电站系统性能模拟及优化研究

采用Aspen Plus软件对某315 MW亚临界机组富氧燃烧改造前后的热力发电系统进行了全流程模拟,分析了富氧燃烧对电站热经济性的影响。建立了空气及富氧燃烧方式下准东煤燃烧及碱金属迁移转化模型,分析比较不同燃烧方式下Na、K碱金属的赋存、迁移和转化规律。经比较发现富氧煤粉燃烧由于烟气再循环的作用,烟气中碱金属的含量显著增多,锅炉排烟中Na_2SO_4质量分数由空气燃烧排烟的0.045%增加至0.056%。对常规燃煤电站进行富氧燃烧技术改造,其净效率由36. 11%下降至22.75%。但通过系统热集成优化,净效率尚可提高4. 77个百分点,从而降低了CO_2捕集成本。烟气经纯化压缩后使干烟气中CO_2质量分数升高至95. 34%,继而通过捕集封存实现98. 35%的CO_2回收率。     

O_2/CO_2气氛下甲烷燃烧中NO_x转化过程的CHEMKIN模拟

采用CHEMKIN中的PFR模型对CH4在不同气氛(O2/CO2和O2/N2)下的燃烧过程进行单程模拟来研究NH3的转化和NOx生成过程,并引入烟气再循环对其进一步模拟来研究实际富氧甲烷燃烧NOx排放机理。结果表明:富燃料燃烧时CO2气氛下的NOx排放比N2气氛高,贫燃料燃烧时2种气氛的NOx排放相当。CO2气氛下,引入烟气再循环后,过氧系数λ=0.7时,NOx排放比单程时降低95%;λ=1.2时比单程降低18%。烟气再循环是导致富氧甲烷燃烧低NOx排放的主要因素。     

富氧燃煤锅炉烟气再循环方式选择与水分平衡计算

在不同的二次烟气再循环方式下,以300 MW富氧燃烧锅炉机组为例,对分别采用直接接触式冷却器（DCC）进行烟气脱水和湿式脱硫（FGD）与DCC串联进行烟气脱硫及脱水的富氧燃烧系统详细计算并比较了烟气中水蒸气体积分数的变化,并计算和比较了各种布置方式下的风机功耗.结果表明：单独采用DCC脱水情况下,锅炉烟气水蒸气体积分数比空气燃烧方式下高10%-15%;二次循环烟气脱水时,锅炉烟气中的水蒸气含量比空气燃烧方式下高约3%;FGD与DCC串联布置时的锅炉流通烟气水蒸气含量略高于采用单独DCC时二次循环烟气脱水的水蒸气含量;电厂循环水温度为30℃时,DCC出口烟气理论水蒸气体积分数为4.28%;单独采用DCC脱水的干烟气循环方式的风机总电耗最小.     

600MW亚临界锅炉富氧改造热力学性能及?分析

利用锅炉热力计算和?分析的方法对某600 MW燃煤锅炉在不同O_2/CO_2气氛下进行锅炉热力特性和?效率计算,并与空气气氛下锅炉热力特性和?进行比较。结果显示:在富氧燃烧条件下,锅炉排烟量和排烟热损失有所减少,锅炉效率有所增加,同时锅炉的辐射和半辐射受热面的烟气侧换热系数增加。O_2/CO_2中氧气分压处于25%～30%之间时,锅炉的理论燃烧温度和炉膛出口温度与空气气氛相似。富氧条件下锅炉?效率提高1%左右,且?损失大部分发生在传热和燃烧过程中。     

炉内烟气成分对富氧燃烧锅炉传热特性的影响

针对炉内烟气成分及其物性在不同燃烧方式下的变化对富氧燃烧锅炉炉内流动、温度及传热特性的影响进行了研究．研究表明,除烟气质量流量m外,不同燃烧方式间烟气成分的差异使烟气的物性有明显的不同,如密度、比热容和气体辐射吸收系数等,将显著影响炉内的流动、温度及传热分布．首先,炉内烟温取决于m cp的共同作用,由于CO₂、H₂O与N₂比热的差异,富氧燃烧烟气的比热明显高于空气燃烧,使富氧燃烧锅炉烟气质量流量在显著低于空气燃烧条件下才可获得与之相近的炉内烟温分布;其次,由于CO₂、H₂O与N₂辐射性质的差异,富氧燃烧烟气的吸收系数明显高于空气燃烧,不利于炉内高温火焰与壁面的辐射换热,因此富氧燃烧需在更高炉内烟温下才可获得与空气燃烧相近的壁面传热量．因此,在设计新型富氧燃烧系统或改造现有空气燃烧系统时,需综合考虑烟气流量与成分及物性变化的影响．     

O_2/CO_2气氛下煤粉燃烧中NO_x转化机理的CHEMKIN模拟

采用CHEMKIN软件中的PFR模型对不同气氛(O_2/CO_2和O_2/N_2)下煤粉燃烧过程中燃料氮NH_3的转化和NO_x生成机理进行模拟,并在模型中首次引入外部的湿烟气再循环来模拟实际富氧煤粉燃烧过程中NO_x的生成机理及影响因素。通过CHEMKIN模拟可以较为准确地定量分析富氧燃烧条件下燃料N的转化规律,富氧燃煤过程中引入再循环烟气可降低燃料N向NO的转化率,其中碳黑与NO的反应对再循环烟气中NO的还原起主要作用。     

烟气再循环技术研究现状及发展趋势

烟气再循环技术是实现高温空气燃烧、富氧燃烧、无焰燃烧等新型燃烧方式的重要手段。通过对烟气再循环实现形式、循环温度、循环量的合理设计可有效改善燃烧,起到降低污染物排放和提高燃烧效率的作用,是未来节能减排的重要方法。综述了烟气再循环技术在工业燃烧器、锅炉、内燃机、燃气轮机和斯特林发动机上的研究与应用。国内外研究表明:可以通过不同的方式来实现烟气的再循环;烟气回流量的控制是烟气再循环燃烧的技术难点。     

富氧燃烧方式下磨煤机低温腐蚀特性研究

针对富氧燃煤锅炉磨煤机内低温腐蚀问题,以某600MW富氧燃煤锅炉为例,研究了再循环方式、煤种及锅炉负荷等因素对磨煤机低温腐蚀特性的影响.结果表明:再循环方式中脱硫脱水处理过程对磨煤机出口烟气酸露点的影响明显;富氧燃煤锅炉燃烧高硫煤时,磨煤机会发生严重的低温腐蚀;磨煤机出口烟气酸露点随锅炉负荷的降低呈下降趋势;SO2体积分数对烟气酸露点的影响比H2O体积分数的影响稍大,但烟气酸露点还是由SO2和H2O的体积分数共同决定的.     

富氧燃煤锅炉再循环方式对烟气酸露点的影响

以某600 MW富氧燃煤锅炉为例,对其在3种不同再循环方式下烟气中H2O和SO2体积分数的变化进行了计算与分析,预测了烟气酸露点,并分析了再循环方式对尾部受热面低温腐蚀的影响.结果表明:富氧燃烧下烟气的酸露点比空气状况下高15K左右;再循环方式中脱硫脱水处理过程对烟气中H2O和SO2体积分数影响明显;3种再循环方式下烟气酸露点最大差值可高达11K;烟气酸露点随一次循环烟气比的增加呈下降趋势.     

220 t/h锅炉富氧燃烧改造及其系统分析

针对某220 t/hП型高压锅炉,综合考虑锅炉现有设备和系统的特点,根据方案简单易行、投资少以及同时兼顾空气燃烧和富氧燃烧等原则提出了富氧燃烧改造方案。为实现一次风和二次风的分离加热,改造方案采取将后三级受热面分仓隔离的方式。锅炉其他受热面保持不变。通过对不同的漏风形式采取相应的处理措施,确保改造方案的漏风率降至较低水平。对改造方案进行性能分析,结果表明:改造后的富氧燃烧条件下的锅炉热效率高于空气燃烧条件,富氧燃烧条件下的绝热燃烧温度低于空气燃烧条件约200℃,锅炉各级受热面的烟气侧出口温度均略低于空气燃烧条件,锅炉本体排烟温度高于烟气酸露点。     

小型天然气锅炉低氮燃烧技术的数值模拟和实验研究

为实现小型天然气锅炉低氮排放,针对0.2 MW天然气锅炉,开发出一种以烟气再循环和燃料预混贫氧燃烧技术为基础的小型天然气锅炉专用低氮燃烧器.对此燃烧技术的排放特性进行了数值模拟研究,分析了烟气再循环率、预混段长度以及多孔板孔径等因素对NOx排放量的影响,搭建了相应的实验台进行热态实验并对其设计合理性进行了验证.被热态实...     

反应炉富氧燃烧特性研究

针对常规燃烧和富氧燃烧两种工况,对反应炉辐射室中的燃烧过程进行了数值模拟,富氧燃烧时空气中氧气摩尔分数为0.34%。模拟结果与实际测量浓度相近,验证了计算模型的有效性。研究结果表明:富氧燃烧能满足管内化学反应对温度控制的要求,与理论混合比燃烧相比,采用富氧燃烧节约燃料12.66%,NOX排放量有所增加。在维持温度场均匀的前提下,提出了燃烧器优化配置方案。     

小型循环流化床富氧燃烧NOx的生成试验与模拟研究

在真实烟气再循环条件下进行循环流化床(CFB)富氧燃烧试验,发现在配气气氛下和真实烟气再循环条件下CFB中NOx的生成规律有很大差异.基于该试验结果,建立了一个富氧燃烧CFB炉内NOx的生成模型,在该模型中重点考察了床温和氧气浓度对NOx生成的影响.结果表明:在不同气氛下,NOx的生成量随温度和氧气浓度的升高均明显增加;在富氧气氛下,NOx的生成对温度的变化更加敏感,而且不同煤种和石灰石的加入均可能影响NOx的生成特性;该模型计算结果与试验结果较吻合.     

增压富氧燃烧与捕集CO2电站的经济性分析

以300MW燃煤锅炉汽轮发电机组为研究对象,计算了其在6～8MPa压力下增压富氧燃烧的经济性,并与常压富氧燃烧下的经济性进行了对比分析．结果表明：由于系统压力的提高,烟气中水蒸气的凝结热得以回收,用于加热汽轮机低温凝结水,减少汽轮机抽汽,使汽轮机出力增加,电厂的毛输出功率接近320MW;增压富氧燃烧的空气深冷分离制氧（ASU）功耗大大增加,占毛输出功率的26％,而烟气压缩（CPU）的功耗大大降低,约为毛输出功率的0．2％;综合考虑电站其他辅机功耗后,6～8MPa下增压富氧燃烧的电厂净效率比常压富氧燃烧下提高了4．5％．与常压富氧燃烧发电机组相比,增压富氧燃烧在CO2的捕集、压缩液化与封存（CCS）技术中的经济性明显提高．