立式旋风炉燃煤增钙运行时掺配率及液态渣成份的计算

一、前言立式旋风炉是一种燃烧强度高、以液态方式排渣的发电供热锅炉,其煤种适应性好,能燃用高灰份煤,排出的液态渣适于综合利用,如增钙液态渣可直接生产矿棉,作水泥混合材以及建筑砂等;这种炉型在我国很有发展前途,目前,国内已建有数十台35t/h至220t/h的立式旋风炉,还有许多电厂或化工厂正考虑新建立式旋风炉。由于立式旋风炉采用高温燃烧技术,其炉膛温度高,在燃烧过程中产生的氮氧化物     

高碱煤燃烧过程中结渣机理研究进展

总结了高碱煤燃烧过程中结渣机理的研究现状,概述了高碱煤中碱金属的赋存形式及其在燃烧过程中的演变规律与高碱煤燃烧过程中的结渣机理.煤中赋存的碱金属化合物在燃烧过程中与烟气中的其他化合物反应生成气态的碱金属原子、碱金属硫酸盐、碱金属碳酸盐、碱金属氯化物、碱金属氢氧化物及固态或熔融态的含碱金属矿物质.硫酸钠及硫酸钙在受热面表面形成内白层并捕获烟气中灰颗粒,与之反应生成低熔点化合物,促进渣层的生长.硫酸钠及硫酸钙亦可在固态或熔融态的灰颗粒表面形成液态黏性的涂层.这种带有涂层的颗粒与烟气中含铁矿物质的颗粒加剧了结渣的形成.结合高碱煤结渣的特点,概述了高碱煤的结渣防治技术.     

液态排渣立式旋风炉燃烧中脱硫研究

对液态排渣立式旋风炉燃烧中脱硫进行了实验研究．首次发现燃煤锅炉可以在液态排渣的高温条件下实现燃烧中脱硫，脱硫产物为硫铝酸钙，脱硫效率受燃烧温度、煤的灰分和煤灰中铝含量的影响．合适的脱硫温度为 １２００ ℃～１４００ ℃．适用于含硫小于 １．５％的煤．     

新疆高碱煤四喷嘴气化炉结渣特性研究

针对新疆高碱煤为气化原料造成气化炉堵渣的问题,以四喷嘴气化炉实际运行过程中产生的渣块为研究对象,采用扫描电子显微镜结合X射线电子能谱(SEM-EDX)、X射线荧光光谱(XRF)和灰熔点测试仪等分析了灰渣物化及矿物学特性。对新疆北山煤和牧场煤以及2种煤的混煤进行气化试验,考察了煤中矿物质高温演变行为规律。结果表明,新疆煤中矿物质具有不均一性,在高温热转化过程中,矿物质相互作用发生一系列复杂的物理化学反应,导致形成的矿物质灰渣具有多样性。采用新疆煤为气化原料时,大量灰渣在气化炉渣口处积累,形成了层状灰渣,主要由Na、Ca、Mg和Fe的硅酸盐或硅铝酸盐共熔物和Na-Al-Si-O构成。新疆煤气化后不同形态灰渣中Na含量差别较大,Na含量差异导致矿物质灰渣的黏温特性及固化温度不同。通过热力学模拟发现,Na-Si-O体系中其初始液相形成温度仅为800℃左右,随着Na_2O含量升高,其初始液相形成温度基本保持不变;混入一定量Al_2Si_2O_7后,其液相初始形成温度迅速升高至1 050℃左右。矿物质高温下发生熔融形成组分复杂的共熔物,随温度降低液态灰渣中具有高熔点的矿物质体系将结晶形成晶核,晶核迅速生长形成结晶颗粒而析出。在高温热转化过程,煤中活性Na可与石英黏土类矿物质发生反应生成低熔点的NaAlSiO_4;而Ca、Mg和Fe等与酸性矿物质反应生成具有高熔点的硅铝酸盐矿物质,在降温过程中首先从熔渣中析出,导致堵渣的发生。通过选取或调配煤种的熔渣黏温特性和灰熔融温度与气化运行参数一致可预防煤灰结渣发生。     

液态排渣固体废弃物旋转燃烧技术分析

随着社会的不断深入发展以及环境污染的日益严重,人们对环境保护的要求也越来越高。而在这样的情况下,液态排渣固体废弃物旋转燃烧技术逐渐取代了传统的固态排渣方式。而液态排渣的方式不仅提高了燃烧的温度,而且使得燃料容易着火,对锅炉运行可靠性与经济性的提高具有重要的意义。本文将在分析现有的循环流化床的燃烧方式和炉排炉层燃这两种燃烧方式特点的基础上,着重分析液态排渣固体废弃物旋转燃烧技术。     

锅炉全烧准东煤沾污结渣特性分析

针对燃烧新疆准东煤存在结渣、沾污等问题,在新疆宜化150 t/h锅炉全烧准东煤进行实炉测试试验。在全烧准东煤期间,对锅炉炉膛水冷壁、过热器、低温受热面、底渣的结渣形态观测,对以上各部位渣样取样分析。结果显示,锅炉全部燃烧准东煤时存在严重的结渣与沾污问题。结合实验室试验研究及本次实炉测试试验,认为结渣、沾污主要原因是由于煤中钠的氯化物、氧化物、单质气化后形式挥发到烟气中冷凝在高温管壁,与烟气SO_2、Fe_2O_3等化合生成硫酸盐沉积,煤中铁矿石分解后与CaO、Al_2O_3等形成低温共融化合物,降低灰熔融性温度,增加准东煤灰结渣、沉积倾向,煤中高钙、高水分加速了烟气低温段的积灰。     

配煤煤灰熔融特性模拟研究

煤灰熔融特性是影响液态排渣气化炉运行稳定性的重要因素,高熔点煤会造成气化炉排渣困难,从而导致气化炉非计划停工。为了将高灰熔融温度的朱集西煤应用于液态排渣的SE-东方炉,利用热力学软件Factsage,研究朱集西煤、神华煤、门克庆煤及朱集西-神华配煤、朱集西-门克庆配煤的煤灰熔融特性,包括全液相温度、灰渣矿物组成及煤灰黏度的变化规律。朱集西-门克庆配煤和朱集西-神华配煤的完全熔化温度分别为1 390℃和1 400℃,配煤灰熔融温度并不是单纯2种煤的灰熔融温度加和; 800℃时2种配煤中堇青石和钙长石含量较高,900℃时朱集西-神华配煤灰中出现少量尖晶石;朱集西-神华配煤在黏度为25 Pa·s时的温度为1 400℃。结果表明,朱集西-门克庆配煤可满足SE-东方炉入炉煤的煤灰流动温度要求,但其在SE-东方炉正常操作温度下灰渣黏度较大,无法顺利排出;朱集西-神华配煤在有效降低灰熔融温度的同时,改善了灰渣的黏温特性,与主体煤朱集西煤相比,灰渣黏度为25 Pa·s时的温度降低100℃,渣型由"塑性渣"变为"玻璃渣",适用于SE-东方炉。朱集西-神华配煤中熔融温度低的堇青石和钙长石含量较高,钙长石和尖晶石形成低温共熔体,是配煤灰熔融温度低的主要原因。     

煤粉掺烧气化细渣的燃烧特性研究

为有效地对气流床煤气化细渣进行资源化利用,研究了高活性神华煤和低活性宁夏煤掺混气化细渣的燃烧特性,探究了煤粉掺烧气化细渣燃烧反应的协同机理.结果表明:煤粉中气化细渣添加量的增加会导致燃烧过程灰渣出现不同程度的熔融现象,表明气化细渣内Ca和Mg等碱金属降低混合样品的灰熔融温度.在非等温及空气气氛的燃烧条件下,宁夏煤粉/气...     

准东煤燃烧过程中碱金属迁移规律

由于准东矿区地域宽阔,不同地区的准东煤性质存在一定差异。为了探求某准东煤的结渣沾污机理,在卧式管式炉及一维沉降炉中进行不同工况的准东煤燃烧试验,并通过电感耦合等离子体发射光谱仪对煤灰中碱及碱土金属含量进行表征,研究了准东煤在不同反应环境中碱及碱土金属的迁移和沉积规律。结果表明:随燃烧温度的升高,煤样中钠金属逃逸量升高,当温度超过1 100℃时,钠金属逃逸量为2 760μg/g,超过85%。不同温度下煤灰中相同种类的其他氧化物含量较接近,CaO与MgO在灰中占比较大。O_2体积分数对钠逃逸量的影响不明显,对相同种类氧化物占比影响较小,最大相差仅为0. 52%。在沉降炉试验中,随温度的升高,沉积灰灰样颜色由浅变深,灰沉积逐渐加重并难以清除,表明温度升高对结渣有促进作用。温度超过1 000℃时,Na挥发基本完成,含量稳定在11%左右。高温下,灰沉积管表面产生氧化皮脱落现象。在过量空气系数较大时,沉积灰灰样中的团聚烧结物较其他2种气氛少,但减弱幅度较小。炉膛中的煤粉燃烧均匀性随煤粉细度的增大而变差,导致部分煤粉剧烈燃烧使炉膛内局部温度偏高,灰沉积加重。此外,灰中的大颗粒数量也随粒径的增大而增多,黏结在结渣棒上的大颗粒增多。     

410t/h循环流化床锅炉燃烧调整试验

针对国内A电厂410 t/h循环流化床(CFB)锅炉灰渣含碳量偏高、运行稳定性较差等问题,对锅炉一次风量、返料风量、入炉煤粒度等主要运行参数进行优化调整,探索锅炉最佳运行参数组合。结果表明:入炉煤粒度偏细,中位径仅约为1 037.97μm,锅炉底渣中位径仅为375.64μm,表明入炉煤的成灰特性较好;炉膛上部灰浓度差压值高达约2.5 kPa,表明炉内细颗粒组分偏多,循环灰量受到一次风量的影响波动较大。为保证锅炉返料的稳定运行,控制穿过布风板的一次风量仅约为102 300 m3/h,远低于设计值183 000 m3/h,较同类型机组严重偏低。过低的一次流化风量使密相区燃烧缺氧严重,是引起灰渣含碳量偏高的主要原因。此外过低的一次风量,致使布风板阻力仅为2.1 kPa。与同类型锅炉布风板的阻力相比,布风板阻力偏小,造成锅炉局部流化不良、温度分布不均匀等。建议合理调节入炉煤粒度,控制其中位径在2 000～3 000μm,优化炉内灰浓度分布,提高一次运行风量,可有效提高锅炉燃烧效率。     

高碱煤与煤矸石掺烧SO2和NO减排及结渣抑制研究

结渣和沾污是高碱煤燃烧锅炉中普遍存在的难题。同时,源于采煤和洗煤的大量固废煤矸石出于经济和生态考虑亦须实现减量化处理和资源化利用。基于此,通过掺烧高碱煤与煤矸石抑制煤灰沾污和结渣发生以及实现煤矸石的资源化利用,同时考察掺烧过程中污染气体(SO₂和NO)的释放及减排行为。结果表明,高碱煤与煤矸石静态的掺烧反应服从三维扩散模型,在一定比例下掺烧反应活化能低于单一燃料燃烧的活化能。掺烧过程中焦炭和CO可还原NO,同时灰分中过渡金属组分可促进NO原位减排,而SO₂的减排效果很大程度上取决于两燃料的掺烧比例及其灰分组成。掺烧过程中碱金属有效固留于灰渣中,从而降低煤灰沾污和结渣倾向,而碱土金属(Ca,Mg等)可同时与灰分组成中的硅铝及气相中SO₂发生竞争反应。此外,通过改变掺烧煤矸石矿物组成可调节灰渣组成及熔融温度。本研究结果可为通过掺烧高碱煤与煤矸石来缓解锅炉沾污和结渣难题提供科学参考。     

660MW超超临界循环流化床锅炉超低NOx排放研究

循环流化床(CFB)发电技术具有良好的炉内脱硫抑氮等优势,得到了广泛推广。随着环保形势的日趋严峻,CFB锅炉仅依靠炉内低氮燃烧无法满足NO_x超低排放要求,因此必须深入研究CFB锅炉炉内低氮燃烧理论,并在660 MW高效超超临界CFB锅炉实现突破。基于流态重构节能型CFB锅炉的设计理念,通过试验和数值模拟研究了炉内NO_x生成还原机理与炉内实现NO_x全部脱除的技术方案。结果表明,影响660 MW超临界CFB锅炉NO_x排放的因素包括:燃用煤质、燃烧温度及均匀性、过量空气系数(运行氧含量)、分级燃烧等。660 MW超超临界CFB锅炉采用单炉膛、单布风板、M型布置、4个旋风分离器、4个外置式换热器的炉型结构,锅炉热一次风从水冷风室后侧6点给入,保证了锅炉一次风静压分布均匀,进而保证了物料流化均匀性;采用"前墙给煤、后墙给煤泥"的给煤方式,前墙布置12个落煤口,后墙布置8支煤泥枪,同时后墙布置8点排渣,保证给煤均匀性;采用4旋风分离器布置结构保证了物料均匀性,不同旋风分离器之间流率偏差的最大值为7.9%;采用4个外置式换热器均匀布置保证床温的均匀性。同时炉内温度场及过量空气系数对NO_x排放起关键作用,锅炉设计床温确定为860℃,既保证了锅炉效率,又减少了NO_x排放,同时保证低负荷工况下满足选择性非催化还原(SNCR)脱硝系统反应温度窗口;锅炉过量空气系数选取1.15,进一步增强了还原性氛围。分级燃烧时一、二次风比例为4∶6,并适当调整锅炉二次风口位置及倾角,形成较大的还原性氛围。通过上述措施可实现炉内高效抑氮,最终使锅炉NO_x原始排放浓度低于50 mg/m3,炉外选取以尿素为还原剂的SNCR技术为辅助脱硝手段,在低投资、低成本、全负荷条件下实现最终烟气中NO_x超低排放。     

循环硫化床锅炉灰渣在建材水泥行业中的应用

<正>一、应用背景粉煤灰和炉灰渣主要来源于以煤粉为燃料的火力发电厂和城市集中供热锅炉,粉煤灰是从煤粉炉燃烧排出的烟气中收集下来的细颗粒粉末,而炉灰渣则是煤粉炉燃烧排出的炉底渣。火力发电厂因使用的燃料、锅炉炉型、燃烧温度不同,其所排出的灰渣性能也不同,当前我国火力发电厂排出的粉煤灰种类,主要有以下三种:1煤粉炉粉煤灰(即普通低钙灰)我国多数大中型火力发电厂(30万千瓦机组以上)以煤粉炉为主,该炉型燃用     

煤中矿物组分在流化床燃烧过程中的转化

循环流化床锅炉炉内的燃烧及传热与炉内床料的状态密切相关,而炉内床料主要是由燃煤含有的矿物组分经过燃烧、爆裂和磨耗过程形成的．分析和总结了在循环流化床锅炉中温燃烧条件下,煤中矿物组分化学反应的一般情况,总结了循环流化床锅炉灰渣的化学组分与组分的存在形态有利于煤粉锅炉灰渣的特点．     

旋风炉飞灰在水下混凝土建筑物中的应用

为了寻求旋风炉排渣的较好工况,人们找到了加钙燃烧的方法,即在锅炉燃煤中加以一定量的石灰石(CaCO_3),在制粉系统中混合磨制,在炉膛中混合燃烧,于是在混渣中便含有一定量的钙元素,这样钙元素可使炉渣的熔点降低,增加其流动性,从而改善液态排渣的工作状况。这种增加钙元     

准东煤及其混煤燃烧与结渣特性

准东煤田是我国目前最大的整装煤田,煤质总体呈现中高水分、中高挥发分、低灰、低硫、低磷、中等热值、反应活性好等特点,是大规模煤化工、煤电气联产优质原料。但准东煤中较高的Na、Ca含量影响锅炉正常运行,限制了准东高钠煤的燃烧利用,目前电厂主要通过掺烧低钠煤方式加以利用。为考察准东煤及其混煤燃烧与结渣特性,在五彩湾电厂采集了准东煤(ZD)和乌东煤(WD)等2种原料煤。采用热重分析仪研究30%、50%和80%等不同配比下混煤燃烧特性,并分析响应配比下煤灰特性变化规律。结果表明,准东煤混煤燃烧的DTG曲线有2个特征峰。随准东煤配比增加,混煤燃烧TG和DTG曲线向低温区移动,DTG曲线特征峰更明显;混煤燃烧特征温度逐渐降低,最大燃烧速率与综合燃烧特性指数先降低后升高,混煤灰熔融温度逐渐降低。准东煤相对乌东煤具有较高的碱性氧化物和较低的酸性氧化物含量,准东煤配比越高相应的SO_3、CaO、Na_2O的含量越高结渣倾向性更强。但部分指标并不能准确预测结渣强弱,如准东煤硅铝比为1.67,而乌东煤硅铝比为3.02,依据硅铝比判断结渣倾向性与事实不吻合。另外,煤中CaO含量大于30%后继续增加则灰熔融温度升高,是准东煤比乌东煤具有更高灰熔融温度的原因,随准东煤配比增加,混煤灰熔融温度呈明显降低趋势。燃烧结渣与沾污倾向指标主要有基于煤灰成分和基于煤灰熔融温度的指标,总结分析以往结渣与沾污预测指标结合试验结果认为:基于煤灰成分的碱酸比以及基于煤灰熔融温度的特征温度差值(FT-DT)是判别准东煤及其混煤结渣与沾污倾向性的理想指标。     

新疆准东高碱煤流态化气化过程中碱金属的迁移特性

在0.25 t/d高碱煤热化学转化热态实验台上对不同气化温度下神华准东高碱煤中碱金属的迁移分配特性进行了实验研究.结果表明,煤中Na主要以水溶态形式存在,K主要以不溶态形式存在.在不同气化温度下,底渣中的Na含量总体上高于循环灰中,气化温度越高对飞灰中Na,K的迁移分配特性影响越显著,Na,K迁移特性差异明显.在850?1 000℃气化条件下,煤中86.7%?93.1%的Na冷凝富集于飞灰中,主要以Na Cl晶相形态存在.     

用增钙灰渣制彩色地面砖

武昌热电厂年燃用原煤约30万t,年排灰渣近9万t,其中飞灰2.7万t,增钙渣6.3万t。由于工厂地处城区,大部分灰渣需外销处置。近年为适应市场变化,我们用旋风炉排出的高钙灰渣,开发了高标号粉煤灰水泥、彩色水泥、加气空心砖和彩色地面砖等多种产品。本文着重介绍用高掺量粉煤灰渣制做彩色地面砖的工艺特点和实用价值。     

吉化动力厂6号炉改造后达到良好运行状态

作为30万t/a乙烯配套工程之一的动力厂6号炉,自1996年11月11日点火试运以来,历经半年的改造,目前,达到良好运行状态。 这台每小时蒸发量220t的四角喷燃液态排渣锅炉作为新型炉投入使用后,存在着炉膛出口温度高、排烟温度高、热风温度高的“三高”现象,造成灰渣高温粘结,导致工况恶性循环,设备不能稳定运行,达不到设计能力。为此,动力厂总结6号炉去冬今春的运行经验,考虑到全公司对供汽需求不断增加的实际,今年初,这个厂组织工程技术人员对6号炉进行系统研究,制定出了分阶段改造方案。     

灰渣质量及相关因素

煤在造气炉内经预热、干燥、干馏分解后，直接排除形成返焦，经气化层氧化还原后剩余的未燃烧物形成碎渣，经气化层氧化还原后凝结成大小不等的块状渣，在高温状态下超过灰熔点形成岩浆状的疤块，一般灰渣由上述一种或几种组成。炉渣过碎、返焦高、灰多、渣少，说明原料煤燃烧不完全，炉温低。炉渣过大、岩浆状疤块较多，说明火层温度过高，破渣排渣困难，设备磨损大。