工业锅炉运行中的几个问题

热效率偏低是目前许多工业锅炉普遍存在的通病。造成这一问题的主要原因是炉膛温度低。通过实践分析得知,炉膛温度低是由下列原因造成的:1.过剩空气系数太大;2.煤炭燃烧不充分,灰渣可燃物偏高;3.锅炉散热损失大。从设计上讲,手烧炉的炉膛出口过剩空气系数一般为1.3～1.6;机烧层燃炉一般为1.2～1.4;煤粉炉一般为1.15～1.25。但从实测的各种炉型的过剩空气系数看,几乎所有的炉子都超过设计值,有的高达3～4。之所以出现这种情况,一是大多数炉子没有监测手段,许多司炉工缺乏燃烧知识,运行中送、引风门全开,不作调整;二是锅炉的出渣口、出灰口、监视孔、入孔、炉墙缩缝、穿墙管、汽     

预热空气温度对丙烷无焰燃烧特性的影响

在20 kW燃烧实验台上,采用丙烷气体为燃料,研究了不同的空气预热温度对无焰燃烧下炉内温度分布和污染物排放的影响规律.结果表明,预热空气会提高炉膛平均温度并降低炉内温度波动;预热空气会使炉膛氧浓度峰值的位置提前,同时炉膛尾部氧浓度降低,整个炉膛氧浓度在0.4％～5％;预热空气会使炉膛尾部烟气中NOx排放增加;预热空气使...     

铝液反射保温炉燃烧与流固耦合传热数值模拟

考虑了流场变化对换热的影响,使用流固耦合方法,对某厂铝液反射保温炉内预混燃烧过程的整个流场和温度场进行了完全数值模拟。该方法对流场和铝液内换热进行了耦合计算,得出了炉内燃气空间和铝液的温度分布。同时计算分析了炉内温度分布的两个影响因素:助燃空气温度和过剩空气系数。研究结果表明:标况下的计算结果与实验结果比较吻合;采用提高助燃空气温度和增加过剩空气系数的办法来提高铝液的平均温度是有效的:助燃空气温度每增加1℃,铝液平均温度增加0.3℃;最佳过剩空气系数约为1.25。采用高温助燃空气和较大的过剩空气系数是一种较好的燃烧方式。     

循环流化床垃圾焚烧锅炉炉膛设计分析

炉膛是循环流化床垃圾焚烧炉的核心,分析了生活垃圾的燃烧特点,研究了焚烧生活垃圾的循环流化床锅炉的炉膛设计的传热理论.根据对典型城市的生活垃圾的取样分析,建议设计中生活垃圾的低位发热量按着5 400～6 200 kJ/kg考虑.为了保证污染物的生成较低,应保持合理的温度分布,循环流化床垃圾焚烧炉煤的掺烧量应随时调整.由于循环流化床燃烧特点,炉膛出口过剩空气系数可取1.2.燃烧生活垃圾的循环流化床锅炉炉内传热的辐射换热份额为60%左右,颗粒辐射的贡献远远大于三原子气体的贡献,因此,垃圾水分变化引起的烟气成分的变化对辐射换热的影响很小,但是对固体空间悬浮浓度的影响非常明显.     

节能型锻造加热炉的设计

由北京节能技术服务中心设计的燃煤气锻造加热炉现为北京第一机床厂准备推广生产用炉,该炉采用了先进的自身产热烧咀。炉子的特点是升温快,隔热好,节能效果显著、劳动条件好,经北京钢铁学院测定效果良好。一、主要技术参数1.炉底面积:1.5米~22.燃料:焦炉煤气3.加热温度:1160～1230℃4.炉子产量:725公斤/小时5.炉子生产率:483公斤/米~2、小时6.空气产热温度:500℃7.空气过剩系数:1.048.炉子热效率:34%二、炉子设计我国目前锻造加热炉存在的问题,主要是能耗高余热未回收,烧咀燃烧情况不佳,炉体隔热差,炉子蓄热损失散热损失大,炉门冒烟冒火严重、炉子热效率低。     

空气分级切向燃烧锅炉炉膛配风优化模型

为实现空气分级低NOx燃烧锅炉主燃烧区过剩空气系数的在线监控,提高该类燃烧系统的运行水平,以二次风挡板作为一次元件,利用二次风箱到炉膛出口的压降模型对二次风喷嘴的空气流量进行测量;在此基础上,根据锅炉冷热态试验数据,综合考虑颗粒燃烬、NOx排放量以及风机输送电耗等因素,建立空气分级低NOx燃烧锅炉炉内风粉分布的优化模型,在给定燃料喷嘴运行方式和炉膛出口过剩空气系数的条件下,对二次风挡板开度进行优化。一台300 MW锅炉的应用表明,炉膛配风优化后,烟气NOx排放和颗粒燃尽度得到良好协调,且在保证NOx排放量为255 mg/m~3的情况下,优化后风箱-炉膛差压降低191 Pa,减少了风机电耗。     

300MW烟煤/高炉煤气混燃锅炉掺烧褐煤燃烧特性的数值模拟及经济性分析

对某300MW烟煤/高炉煤气混燃锅炉掺烧褐煤的燃烧特性进行数值模拟和经济性分析,分析了褐煤完全取代烟煤、部分掺烧褐煤和不同高炉煤气掺烧比例等因素对炉内温度场和CO摩尔分数分布的影响.结果表明:褐煤完全取代烟煤后,炉内温度显著降低而炉膛出口烟气温度明显升高,影响了锅炉运行的安全性;褐煤取代部分烟煤后,随着褐煤掺烧比例的增大,炉内温度逐渐下降,炉膛出口烟气温度升高但CO摩尔分数变化不大;在褐煤掺烧比例一定时,随着高炉煤气掺烧比例的增大,炉膛最高温度明显降低且炉膛出口温度升高,CO摩尔分数的峰值逐渐减小;纯烧烟煤的发电成本为117 090元/h,当掺烧40%褐煤和20%高炉煤气时,发电成本降为80 107元/h,发电成本比纯烧烟煤降低了31.59%.     

平焰半预混燃烧NOx排放特征的试验研究

实验针对采用了半预混、强旋流平焰燃烧的方法,以液化石油气为燃料,组织通过改变空气过剩系数和旋流数工况来进行燃烧实验,用热电偶测量温度,烟气分析仪测量NOX浓度,研究分析了炉膛温度、及过剩空气系数和旋流数对平焰燃烧NOX排放的影响。结果表明,分别取三组不同的空气过剩系数1.06,1.23和1.37后,它们在1.76旋流数下所达到的最高温度是1 159,1 057,993℃;而NOX浓度分别为60×10-6,60×10-6,30×10-6。     

中心供风补燃装置气体扩散燃烧特性的数值模拟

利用数值模拟方法对余热锅炉中心供风烟道式补燃装置的气体扩散燃烧特性进行研究。在燃气流量为20 m3/h的工况下对比轴向温度分布和出口NOx浓度分布的数值模拟与试验结果,二者吻合良好,证明了计算模型的正确性。通过进一步的计算表明:随过剩空气系数增加、空气含氧量增大或空气温度的降低,气体主流最大速度上升,而主流最大速度区域、速度衰减特性及CH4组分的轴向和径向分布变化不大;在低过剩空气系数、高含氧量、高空气温度时,火焰呈"细长"型;反之,火焰呈"短粗"型;在低过剩空气系数、低含氧量、高空气温度时,火焰的温度分布更为均匀;增加过剩空气系数及降低空气含氧量和空气温度,可有效减少出口NOx排放;出口CO浓度仅与过剩空气系数(即空气流量)有关,与空气含氧量及空气温度无关。     

生物质微米燃料旋风燃烧的数值模拟

针对生物质微米燃料的燃烧特点,在煤粉以及煤粉燃烧与生物质混燃的模拟基础上,建立了适合生物质微米燃料的燃烧模型,并通过CFD软件Fluent进行模拟,模拟结果与实验较为吻合。模拟结果显示,微米燃料在旋风炉内旋风燃烧,增加了停留时间,燃烧更加充分,增大了炉膛温度。炉膛温度随着过量空气系数的增大呈现先升高后降低的趋势,当过量空气系数为1.2时温度达到最大;并且燃料粒径越小,炉膛温度越高,燃烧情况越好。     

流化床中焚烧有机废液的热力特性分析

建立了以煤为辅助燃料,有机废液在流化床中焚烧密相区及稀相区的热平衡方程,在此基础上计算获得废液在密相区的焚烧量占总处理量的份额,密相区焚烧温度,炉膛膛出口温度的影响关系曲线。计算结果表明：废液在密相区焚烧量占总焚烧量的70%时,可使密相区温度与炉膛出口温度基本一致的;密相区温度宜控制在850℃～900℃,可节省辅助燃料;炉膛出口空气过剩系数宜控制在1.7以内,同时尽可能提高预热空气温度。此结果为流化床焚烧炉的设计与运行提供理论依据。     

生物柴油在WNS型工业锅炉中的燃烧和氮氧化物浓度特性的数值模拟研究

采用数值模拟方法得到不同燃料量、过量空气系数等对炉膛内烟气温度和燃烧产物的组分浓度分布影响。研究结果表明:燃料量和过量空气系数是影响炉膛内温度分布的主要因素;二次风速的大小明显影响炉膛内火焰形状和最高温度点位置;氮氧化物主要来源于热力型,过量空气系数为1.10时,炉膛内氮氧化物的浓度达到最大值。     

过量空气系数对W型火焰锅炉燃烧影响的数值模拟研究

过量空气系数是影响W型火焰锅炉燃烧的重要因素.利用数值模拟技术对某电厂300MW"W"型火焰锅炉炉内燃烧进行了4个工况的计算.通过分析各个工况下炉内流场、温度场、NO排放量以及炉膛出口处飞灰含碳量,得出过量空气系数增大时,炉内流场变化不大,炉内温度水平降低,火焰中心上移,NO排放量增大,飞灰含碳量减少.     

河津电厂350 MW燃混煤锅炉燃烧优化试验研究

河津电厂350 MW锅炉由日本三菱公司制造,采用了PM燃烧器和炉膛分级送风技术.近来由于多煤种掺烧,出现了飞灰含碳量、NOx排放浓度升高以及炉膛出口烟温偏差增大的问题.出现这些问题的原因主要是掺烧比例不当、分级送风比例过大、炉膛温度偏低、炉内整体氧量偏低.通过优化试验,使燃烧工况得到基本改善.     

过量空气系数对电站锅炉NO_x排放特性的影响

空气分级燃烧是一种降低NO_x排放的技术,文中在应用该技术的前提下,对不同过量空气系数下的燃烧工况进行了模拟研究。结果表明,随着过量空气系数的增大:1)烟气在炉内停留时间缩短,气流混合强烈,燃烧条件得到优化;2)炉膛火焰中心逐渐下降,主燃区温度不断升高,而炉膛出口烟温却呈下降趋势;3)主燃区CO浓度明显降低,还原性气氛得到减弱;4)炉膛出口NO_x浓度呈增大趋势。     

回转窑内生物质高温空气燃烧过程数值模拟

结合高温空气燃烧(HTAC)技术的特点,利用计算流体力学(FLUENT)软件,对回转窑内空间生物质在传统燃烧和不同温度下HTAC等3种典型工况进行了数值模拟与分析。计算结果表明:窑内生物质燃烧存在水分蒸发、挥发分逸出燃烧和焦炭燃烧的3个过程;高温低氧燃烧可以降低炉内温度峰值,使炉膛内温度场均匀,抑制NO_x的产生;提高空气温度和氧气体积分数可以加快燃烧过程;低氧燃烧时,要使燃烧完全,须提高过剩空气系数,同时还需要增加回转窑长度。     

锅炉炉膛(燃油、燃煤)传热计算方法

在理论分析和大量试验测量的基础上,作者提出了电站锅炉的炉膛传热计算方法。该方法中考虑了炉内换热特性β、过剩空气系数α_l、水冷壁沾污以及炉膛几何形状h/d_l对传热的影响。通过试验和计算表明本方法可推广应用。     

脉冲燃烧控制在台车式热处理炉上的应用

将电子学的脉冲理论合理运用到台车炉上,从而实现燃料燃烧的工况、炉膛压力等的自动控制.使燃料在最小空气过剩系数下燃烧,相对减少了烟气的排放,降低了产品的单耗.提高了工件的热处理质量,同时使企业提高了效益.     

变风速下四角切圆锅炉燃烧特性的数值模拟

采用大涡数值模拟(LES)方法对某电厂一台220t/h四角切圆锅炉在3组不同风速条件下的炉内流场、温度场、CO2、CO、O2和NO的排放特性进行了研究,并将数值模拟结果与现场的试验数据进行了对比.结果表明:在第一组模拟条件下,炉内出现不完全燃烧现象,炉膛出口处CO质量分数最大而O2质量分数最小,其他2组模拟结果表现出较好的一致性,说明在空气充足的情况下,风速不会对CO2、CO和O2的质量分数产生太大影响;当过量空气系数较小或较大时,炉膛出口处NO的质量浓度减小;模拟结果中炉膛内最高温度超过1 550℃,炉膛出口平均温度约为959℃,与试验数据较吻合,验证了模拟结果的准确性;随着风速和过量空气系数的增大,炉膛内和炉膛出口处的平均温度均下降;随着风速的增大,炉内切圆半径和切圆中心位置均未发生改变,但切圆最大风速增大.     

深度调峰工况下锅炉过量空气系数对炉内温度影响的分析

  [目的]  为了分析火电机组超低负荷运行工况下过量空气系数对于炉膛燃烧稳定性的影响,更好地指导机组参与调峰。  [方法]  通过深入分析锅炉运行和炉内传热机理,以炉膛出口烟温表征炉内燃烧温度,并作为燃烧稳定性的指标,在MATLAB/SIMULINK中搭建炉膛出口烟温模型。以某300 MW火力发电机组为例,首先选择几个典型工况点采用相似性求解方法计算炉膛出口烟温与锅炉厂家给出的设计数据进行比对,检验计算方法基本正确之后代入超低负荷运行参数,计算深调峰工况下不同过量空气系数对应的炉膛出口烟温。  [结果]  仿真结果表明:模型算得炉温与锅炉厂家给出的设计数据对比,计算误差小于±15 ℃,计算方法基本正确,可以将其应用于超低负荷工况计算。  [结论]  随着负荷的降低,使炉膛出口烟温达到最大值的最优过量空气系数逐渐增大。因此在超低负荷运行工况下,可在一定范围内适当增大过量空气系数以提高炉膛出口烟温,进而提高锅炉燃烧的稳定性,并且过量空气系数小于2.0时,数值越大炉膛出口烟温越高。