350 MW循环流化床锅炉变负荷过程中污染物排放研究

本文基于MATLAB/Simulink平台,针对某350 MW循环流化床(CFB)锅炉,通过建立脱硫脱硝数学模型以及CFB锅炉流动、传热、燃烧整体数学模型,对CFB锅炉炉内生成的SO_2和NO_x进行了数值模拟研究,给出了变负荷过程中,炉内污染物生成的变化情况,并分析了钙硫摩尔比、一二次风配比以及上下二次风配比等参量变化对炉内原始SO_2、NO_x排放质量浓度的影响。仿真结果表明:1)增加钙硫摩尔比可以快速降低SO_2排放,降负荷时,当钙硫摩尔比从2.0升高到2.2时,SO_2排放质量浓度即可降低到降负荷之前的质量浓度水平;2)降低一二次风配比可以有效降低SO_2和NO_x排放,升负荷时,当一次风比从48%降低到42%时,NO_x排放质量浓度降低到低于升负荷之前的水平,降负荷时,当一次风比从48%降低到45%时,SO_2排放质量浓度即可降至降负荷之前的水平;3)增加上下二次风配比可以降低NO_x排放,但会导致SO_2排放质量浓度升高,所以在增加上下二次风配比调节NO_x排放的同时需增加钙硫摩尔比来控制SO_2排放。     

2台国产300MW循环流化床锅炉混煤掺烧及性能试验对比

以新投产的2台国产300MW循环流化床(CFB)锅炉为研究对象,对混煤掺烧,钙硫摩尔比以及负荷变化对脱硫效率、SO2和NOx排放特性的影响进行了试验研究。结果表明:在混煤掺烧中,随着煤质热值的降低,锅炉热效率呈降低趋势;随着钙硫摩尔比的提高,脱硫效率呈增大趋势,但钙硫摩尔比超过3.0后,脱硫效率变化不大,同时SO2呈降低趋势,NOx排放浓度呈增大趋势;锅炉在80%负荷时,锅炉热效率最高,随着负荷的降低,SO2和NOx排放浓度均呈降低趋势。     

燃用福建无烟煤CFB锅炉二次风率和上下二次风比的工业型试验

为研究燃烧福建煤CFB锅炉的最佳经济运行数据,通过对DG75/3.82-11型CFB锅炉进行了工业热态试验,测试二次风率和上下二次风比变化对锅炉运行经济性和环保特性的影响,结果发现:⑴维持过量空气系数和上、下二次风门开度不变,随着二次风率的增加,飞灰含碳量先下降后缓慢上升,炉渣含碳量小幅增加,灰渣比逐步减少且减幅收窄,CO排放浓度先减低再缓慢升高但变化量不大,SO2排放浓度略有升高,NOx排放浓度降低并趋于稳定;⑵保持过量空气系数和二次风率不变,随着上下二次风比的增加,飞灰含碳量先降低后缓慢升高,炉渣含碳量略有上升,灰渣比减少,SO2排放浓度小幅上升,NOx排放浓度降低;⑶过量空气系数较大时,对应的飞灰含碳量和炉渣含碳量较低,灰渣比较小,SO2排放浓度较小,NOx排放浓度较大。试验表明:对于燃用福建无烟煤的CFB锅炉,存在最佳二次风率和最佳上下二次风比,可使飞灰含碳量、炉渣含碳量、灰渣比等参数最佳,CO排放浓度、NOx排放浓度和SO2排放浓度也在合理的范围内。并经运行实践证明:保持二次风率在0.39～0.44、过量空气系数在1.25～1.30、上下二次风比为1.0～1.2之间,CFB锅炉的运行经济性和环保特性均可得到有效的保证。     

300 MW机组CFB锅炉超低排放两级联合脱硫匹配方式试验

为提高SO2超低排放的经济性,在300 MW机组循环流化床(CFB)锅炉上进行了炉内干法与烟气半干法联合脱硫的匹配方式试验研究。结果表明:随着锅炉负荷的上升,炉内干法脱硫逐渐偏离了高效脱硫区间,相同脱硫效率下钙硫摩尔比升高,石灰石利用率下降;而锅炉负荷上升,逐渐到达了烟气半干法脱硫的高效脱硫区间,相同脱硫效率时钙硫摩尔比降低,消石灰利用率升高;试验范围内,两级脱硫整体脱硫效率可稳定达到99%以上,烟气半干法脱硫效率可稳定达到95%以上,多参数协调匹配比仅将SO2排放值作为单一参数匹配具有更高的经济性。CFB锅炉采用炉内干法与烟气半干法联合脱硫可实现SO2的超低排放,并具有良好的稳定性和调节灵活性。     

超临界600 MW机组CFB锅炉NOx排放分布特性实炉试验

为了进一步研究循环流化床（CFB）锅炉NOx排放分布特性及变化规律,有针对性地进行设计优化、技术改造及运行调整等,本文在某台超临界600 MW机组CFB锅炉上进行了NOx排放分布特性实炉试验,得到了锅炉炉膛、分离器等部位NOx质量浓度的分布及变化规律,提供了炉内复杂气氛条件下NOx排放的基础数据,并提出了合理控制运行风量及给煤量,优化一、二次风配比,提高二次风口位置,以及采用烟气再循环和低过量空气系数运行等降低NOx原始排放质量浓度的技术措施,可为大型CFB锅炉设计、改进及运行等提供参考。     

CFB锅炉燃用福建无烟煤二次风特性试验

为了研究燃烧福建无烟煤CFB锅炉二次风特性,在1台DG75/3.82-11型CFB锅炉上进行了工业热态试验,测试二次风率和上下二次风比变化对锅炉运行经济性和环保特性的影响。试验表明,对于燃用福建无烟煤的CFB锅炉,存在最佳二次风率和最佳上下二次风比,可使飞灰含碳量、炉渣含碳量、灰渣比等参数最佳,CO排放浓度、NOx排放浓度和SO2排放浓度也在合理的范围内。多年的运行实践也证明,保持二次风率在0.39～0.44、过量空气系数在1.25～1.30、上下二次风比为1.0～1.2之间,CFB锅炉的运行经济性和环保特性均可得到有效的保证。     

循环流化床锅炉NOx排放特性的试验研究

为研究循环流化床（CFB）锅炉NOx的排放特性,进行2部分试验,一方面调整CFB锅炉的给煤量及风量,分别将锅炉各工况的负荷稳定在60%、80%及100%下运行,记录并分析试验数据;另一方面维持CFB锅炉在100%负荷,通过改变总风量的大小及配比,分别将锅炉各工况的运行床温稳定在830℃、880℃和930℃,记录并分析试验数据。随着CFB锅炉负荷的增加,运行床温、风煤比及NOx的排放浓度均逐渐增大。当CFB锅炉的的负荷维持不变时,随着运行床温的逐渐增大,风煤比逐渐减小,NOx排放浓度逐渐增大。CFB锅炉运行床温对NOx排放特性的影响大于锅炉风煤比的影响。     

40 t/h煤粉预热燃烧锅炉运行和低NOx试验研究

为应对日益严峻的大气污染形势,实现煤粉高效低NOx燃烧,开发了煤粉预热燃烧技术。煤粉首先进入流化床预热燃烧器,与较低当量比的空气发生部分燃烧反应产生热量将自身预热至800 ℃以上,在高温强还原性气氛下析出并脱除部分燃料氮,预热后的燃料随后进入煤粉炉炉膛,在炉内通过分级配风进一步控制NOx生成。某40 t/h煤粉预热燃烧锅炉工业试验结果表明:该锅炉可实现高效运行和低NOx排放的协同控制;锅炉NOx排放质量浓度随锅炉负荷的提升而逐渐升高,提高内二次风比例和延迟三次风配入等手段均有利于降低NOx排放质量浓度;二次风当量比在0.4左右时NOx排放质量浓度最低;锅炉热效率可达到93.08%,在50%~100%负荷范围内可实现NOx原始排放质量浓度≤119 mg/m3（φ(O2)=6%）。     

75 t/h中温分离CFB锅炉增加三层二次风的低氮燃烧改造

分析了影响75 t/h中温旋风分离CFB锅炉NOx排放质量浓度的主要因素,采取增设一层上二次风形成三层二次风、抬高下二次风喷口高度、提高二次风喷口速度和增加二次风率等措施进行低氮燃烧改造。结果表明:NOx排放质量浓度从180 mg/m3左右降低到140 mg/m3左右,2台CFB锅炉每年可以减少NOx排放量44.62 t,且锅炉机械不完全燃烧损失q4降低了1.0%~1.5%。     

循环流化床超细石灰石炉内脱硫研究

分析了石灰石粒径对循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉炉内脱硫效率的影响,并且在中试规模和工业规模的CFB锅炉上,研究了超细石灰石的炉内脱硫效果。在3MW(th)中试CFB试验台上分别进行了d50=10μm的超细石灰石与d50=310μm的粗石灰石的脱硫实验,结果表明,当细石灰石的钙硫比分别为3.05、3.19和3.30时,脱硫效率可以达到91.5%,95.1%和98.2%;而粗石灰石在钙硫比为3.41时可实现98.3%的脱硫效率;当SO2排放浓度降到约为80mg/m~3时,采用粗石灰石脱硫的氮氧化物排放浓度约为细石灰石的两倍。在220t/h CFB锅炉上,采用d50=10μm超细石灰石粉,在钙硫比为1.82条件下,SO2排放浓度可控制在22.6mg/m~3,脱硫效率为99.53%。实验结果表明,超细石灰石具有较好的脱硫性能,并且在减少催化NOx生成方面具有一定的优势。