循环流化床锅炉燃煤耦合污泥技术研究与展望

循环流化床（CFB）锅炉燃料适应性广,可实现炉内脱硫,是燃煤耦合污泥技术工业化应用的最佳炉型之一。本文从燃烧工况、污染物控制与排放、数值模拟等方面对CFB锅炉燃煤耦合污泥进行了综述研究。现有研究和工业应用实例表明:将机械脱水污泥经尾部烟气余热或低品位蒸汽炉外干燥后,与煤、生物质、垃圾等混合燃烧,是较为推荐的掺烧方法;针对不同种类、不同来源的污泥,掺烧比例不宜大于30%;炉膛床温最佳控制温度约900 ℃,这有助于减缓CFB锅炉高温结渣;一般情况下,掺烧污泥对于SO2和NOx排放的影响有限;针对污泥掺烧过程中的二噁英问题,可从燃料源头和燃烧中、燃烧后角度采取控制措施;烟气中重金属排放随着污泥掺烧量的增加而明显增加,因此飞灰需进一步处置后方可再利用。总体而言,CFB锅炉燃煤耦合污泥技术既能回收能源又能最大程度地减量化,具有广阔的发展和应用前景,采用现有污染物脱除设备可实现燃煤耦合污泥污染物达标排放,但相关的CFB锅炉整体数值模型尚未出现或有待完善。     

300 MW循环流化床锅炉掺烧高水分污泥试验研究

依托某300 MW循环流化床锅炉开展了高水分污泥掺烧试验,通过对入炉煤、污泥、飞灰、底渣和烟气等样品的测试分析,掌握了掺烧高水分污泥对锅炉运行的影响规律。结果显示,掺烧1%、3%、5%高水分污泥后锅炉运行稳定,炉内温度场分布、飞灰及底渣可燃物含量变化较小,灰渣中重金属及有害物含量均低于国家相关标准要求,烟气NO_x、SO₂和粉尘排放浓度符合国家及地方排放标准要求,汽水侧参数基本无变化,风机电耗无明显增加,当污泥掺烧比为5%时,锅炉热效率为90.57%。循环流化床锅炉可以直接掺烧高水分污泥,环境效益和社会效益显著,应用前景广阔。     

掺烧污泥煤粉锅炉燃烧特性的数值模拟

采用单、双混合分数/PDF模型,对某台420 t/h四角切圆燃烧锅炉燃烧单煤和掺烧生活污泥进行了数值模拟,研究了炉内流动、燃烧和污染物排放特性。结果表明,在相同条件下燃烧单煤,锅炉70%负荷和100%负荷工况下的模拟数据与现场试验数据相符合;锅炉100%负荷下煤泥混烧时的NOx排放浓度低于燃烧单煤工况,随着污泥掺混比的增加煤粉燃尽率稍有下降,炉膛整体温度分布和烟气组分分布大致相同,对炉内流动、燃烧和污染物排放特性不会产生明显影响。     

超临界600 MW循环流化床锅炉燃用不同煤种燃烧特性及排放特性试验

在超临界600 MW循环流化床(CFB)锅炉上,对锅炉燃用不同煤质时的燃烧特性、排放特性和适应性进行了研究。结果表明:锅炉主辅机系统具有良好的煤种适应特性;锅炉燃用不同试验煤种均具有较高的燃烧效率,纯烧神华烟煤最高,为97.94%,纯烧设计煤最低,为94.76%,掺烧煤介于两者之间;锅炉采用炉内干法脱硫工艺,脱硫效率最高98.2%,最低94.8%,各试验工况SO2排放值均低于300 mg/m3,NOx排放值均低于200 mg/m3,满足现阶段污染物排放要求;点火试验表明设计煤的着火温度为430℃,着火温度中等。     

流化床垃圾焚烧技术及其污染物排放特性

中国的城市生活垃圾成分复杂、热值低,采用流化床垃圾焚烧技术是一种有效的途径。系统地分析流化床垃圾焚烧炉技术特点,包括锅炉的结构特点和焚烧污染物控制,以及垃圾和煤流化床混烧技术优势,特别是煤与垃圾相对于纯烧垃圾可以有效地抑制和减少二噁英的生成和排放。对一台300 t/d的煤和垃圾混烧的流化床锅炉的排放特性进行了测试和分析,试验结果表明对于低热值的城市生活垃圾,流化床焚烧技术性具有明显优势,垃圾流化床焚烧炉混烧煤的污染物排放完全可以达到国家标准要求。     

循环流化床垃圾焚烧炉混烧羊毛脂废料试验研究

以生活垃圾和煤混烧的400 t/d循环流化床垃圾焚烧锅炉为依托,对某大型生物医药公司的羊毛脂废料进行混烧的工业试验,了解混烧该废料对垃圾焚烧炉燃烧稳定性、炉膛温度、锅炉尾部常规污染物排放及飞灰含碳量的影响,以研究羊毛脂废料代替燃煤作为垃圾发电辅助燃料的可行性。试验表明,随着羊毛脂废料掺混量的增加,煤的添加量随之下降,烟气中的烟尘浓度,CO和SO2含量以及飞灰含碳量均有所下降;NO含量随掺混量的增加而增加,N2O随掺混量的增加而减少;HCl含量受掺混量影响不明显。随床温升高NO排放增加,CO排放下降,SO2和HCl浓度基本不变。试验表明循环流化床垃圾焚烧锅炉对羊毛脂废料具有良好的适应性。     

300 MW燃煤锅炉污泥掺烧现场试验关键技术研究与工程应用

针对某电厂300 MW掺烧生活污泥的1号锅炉开展了锅炉燃烧特性理论研究、现场掺烧试验,评估了不同掺烧比例对锅炉燃烧特性、污染物排放的影响.结果 表明:掺烧40％含水率的生活污泥,掺烧比例在10％以下时,理论燃烧温度降低了7K,污泥掺烧对于煤的元素成分影响不大,对飞灰浓度影响不大,不会造成省煤器等受热面的磨损加剧,烟囱出...     

生物质混燃对350 MW超临界CFB烟气污染物排放影响

结合生物质燃料发电主要污染物的生成机理,分析了生物质掺烧后对350 MW超临界循环流化床的烟气主要污染物排放的影响。结果表明,烟尘、SO2、NOx、二恶英的生成量相对于直燃锅炉将有一定程度降低,350 MW超临界循环流化床生物质混燃技术是解决直燃锅炉无法达到超低排放的有效途径。     

燃煤循环流化床掺烧城市生活垃圾过程中酸性气体排放

在一燃煤循环流化床实验装置上进行了掺烧城市生活垃圾实验，主要研究了掺烧过程中酸性气体（NO、N2O、HCl和SO2）的排放。实验结果显示：加入城市生活垃圾（MSW）时，HCl排放量增加，NO和SO2的排放量减少，N2O随掺烧比R（MSW/Coal)增大先降低，随R-进一步增大，N2O排放浓度略有增加；当垃圾与煤掺烧比（R）不变时，温度增加，NO排放量增加，N2O非放减少，SO2和HCl排放浓度基本不变。采用前向神经网络模型预测NO排放随混合燃料的变化，当隐层单元数为9时，模拟值与实验值符合较好。     

超临界600 MW CFB锅炉煤泥掺烧试验

基于超临界600 MW机组循环流化床（CFB）锅炉,在1 MW机组CFB燃烧试验台上进行了煤泥掺烧试验,就大比例掺烧煤泥对锅炉性能及污染物排放的影响进行了研究。试验结果表明:煤泥掺烧比例最高可达到70%,此掺烧比例下燃烧稳定;飞灰份额随煤泥掺烧比例提高而提高,掺烧比例为35%、55%和70%条件下,飞灰份额分别为77.84%、82.32%和83.78%;大比例掺烧煤泥后炉内循环物料量减少,不利于整个炉膛保持上下均匀的温度场分布;掺烧煤泥后的燃烧效率在99.29%～99.41%之间,掺烧煤泥比例并不会明显影响燃烧效率;掺烧煤泥对于煤的结焦特性无明显影响;煤泥掺烧比例的提高导致SO2排放质量浓度先降后升,而NOx排放逐渐降低。     

城市污泥与阳泉煤掺烧及污染物释放特性

利用热重—质谱联用仪研究了阳泉地区煤掺混城市污泥的燃烧及污染物排放特征,并探讨了燃烧过程中动力学特性。实验结果表明,污泥着火温度、燃尽温度均低于阳泉煤,但燃烧温度跨度广,反应速率慢;污泥的掺烧量影响燃烧特性,随着污泥掺烧量增加,混合样品的着火点降低,但综合燃烧特性指数也有所下降;当城市污泥掺混比例不大于20%时,燃烧过程SO_2和NO_x的释放特性与阳泉煤单独燃烧时相似,但掺烧污泥后NO_2的释放强度要低于阳泉煤单独燃烧的释放强度。采用积分法(Coats-Redfern)获得了燃烧反应的机理方程及活化能,发现燃烧反应级数随着污泥掺混比的增加反应活化能降低。     

700 MW燃煤发电厂污泥掺烧技术应用分析

为了对城市污泥进行无害化处置,某燃煤电厂两台700 MW发电机组实施污泥掺烧技术改造。实际掺烧试验结果表明,污泥掺烧可保证锅炉安全、环保运行,当掺烧比例控制在10%以内时,污泥掺烧对于煤质成分、炉膛出口烟气温度、飞灰浓度、锅炉热效率影响不大,且烟囱出口处NO_x、SO_2、粉尘浓度、二噁英均能满足排放要求,污泥掺烧不会造成污染物排放浓度超标。     

双炉膛四角切圆煤粉锅炉分层掺烧数值模拟及性能试验研究

神华煤容易结焦,单独燃烧可能影响锅炉的安全运行。在一台容量为1025t／h的双炉膛锅炉上,对容易结焦的神华煤和不易结焦的平混煤进行了分层掺烧的数值模拟和性能试验研究,在数值模拟中研究了炉膛内的速度场和温度场的分布,在性能试验中研究了不同掺烧比例下锅炉燃烧特性、排放特性及经济性。研究结果表明：神华煤掺烧量的增多和分层时燃烧位置的提高将导致炉膛结焦倾向增大、Nq浓度下降,但对锅炉热效率影响不明显。并且在不同的分层掺烧方式下,二次风的配风方式有不同的优化值,应通过优化调整试验确定。     

一种垃圾、秸秆和煤混燃的循环流化床锅炉系统

介绍了承德环保垃圾发电厂采用垃圾、秸杆和少量燃煤3种燃料混烧的循环流化床(CFB)锅炉的混合燃料辅送系统、燃烧系统、烟气处理等的设计特点.     

生物质气参数对燃煤耦合生物质发电机组影响研究

为了掌握掺烧生物质气对燃煤耦合生物质发电燃煤机组运行参数的影响,针对某电厂300 MW等级燃煤机组,以能量守恒定律为基础,通过锅炉热力校核和机组热力系统计算分析了机组在BMCR、75%THA、50%THA和30%THA工况下,掺烧生物质气后燃煤机组的锅炉热效率、发电煤耗、烟气温度和烟气量等参数的变化。结果表明:掺烧生物质气会导致锅炉热效率下降,燃煤消耗量减少,理论燃烧温度降低,排烟温度升高和烟气量增大,变化幅度均随着生物质气掺烧量的增加而增大;建议掺烧生物质气的温度低于500 ℃,全负荷热量输入比小于20%。     

煤和垃圾衍生燃料循环流化床混烧的试验研究

分别在热重分析仪和0.5MW循环流化床燃烧系统上进行了煤和垃圾衍生燃料混烧实验。热重试验表明:混烧过程中,两者基本上保持各自的燃烧特性,同时垃圾衍生燃料的加入能显著提高煤粉的燃烧性能。循环流化床试验表明:相对于煤粉单独燃烧,混烧能使整个炉膛的温度分布更均匀;垃圾衍生燃料的加入降低了CO、NO、N2O、SO2的排放,但却大大增加了烟气中HCl的浓度;垃圾衍生燃料中的钙基物质能对SO2起到脱除作用,同时HCl的存在会促进钙基物质与SO2的反应;在混烧情况下,随着床层温度的升高,N、S、Cl等元素对气相污染物的转化率增加,同时,钙基物质对酸性气体SO2、HCl的脱除反应受到抑制,因此烟气中的NO、SO2、HCl等污染物浓度增加。     

垃圾与煤流化床混烧及其排放特性

系统地分析了流化床垃圾焚烧炉技术特点,包括锅炉的结构特点、焚烧污染物控制、以及垃圾和煤流化床混烧技术优势.垃圾和煤混烧可有效地抑制和减少二噁英的生成和排放.对1台300 t/d垃圾和煤混烧的流化床锅炉的排放特性进行了测试和分析,试验结果表明,垃圾和煤流化床混烧后污染物排放可以达到国家标准要求.     

1000 MW机组锅炉掺烧贫煤NOx排放的燃烧优化

国内大型燃煤电站锅炉在低负荷运行工况下NO_x排放浓度往往偏高。文中采用燃烧优化运行技术,降低某电厂1000 MW超超临界机组锅炉部分负荷运行时NO_x排放浓度。通过进行现场试验并与历史运行数据比较分析发现,锅炉运行氧量偏高和掺烧贫煤是该锅炉部分负荷运行时NO_x排放浓度偏高的主要原因。试验结果表明,采用燃烧优化技术可有效控制该锅炉低负荷时NO_x排放浓度。无论是单烧烟煤还是掺烧贫煤,在机组负荷为700MW时,采用中间4台磨(B、C、D、E磨)运行的磨组运行方式代替习惯5台磨运行方式,可实现较低的NO_x排放浓度目标和较高的锅炉效率。     

东方锅炉300MW机组CFB锅炉混煤燃烧试验研究

无烟煤具有挥发分含量低、煤质硬度大、着火点高和极难燃尽的特点,飞灰含碳量偏高、燃烧效率偏低是目前循环流化床锅炉燃用无烟煤普遍存在的问题。结合循环流化床具备煤质适应性广的特点,本文在广东宝丽华荷树园电厂三期2×300 MW CFB锅炉上,对固定比例掺烧的无烟煤和褐煤进行试验研究,从锅炉运行的安全性、稳定性、经济性以及污染物排放控制等角度进行比较分析,对东方锅炉第2代300 MW CFB锅炉的燃烧特性、污染物排放、排烟热损失利用率等方面进行试验研究,为锅炉进一步的优化设计和运行提供重要数据支持。     

超超临界大型燃煤机组掺烧褐煤试验研究

当前准葛尔2号烟煤(设计煤种)供应紧张,为了缓解煤源问题,某电厂2×1 000 MW超超临界机组决定掺烧霍林河褐煤。通过神华煤与霍林河褐煤的不同掺烧比例试验,研究不同掺烧比例对锅炉效率和机组最大出力的影响。燃烧优化试验表明:额定负荷下,当烟气中含氧量在3.22%时,锅炉效率最高。空气分级燃烧试验表明:考虑锅炉效率和NOx排放浓度,神华煤掺烧30%霍林河褐煤的额定负荷下,燃尽风挡板开度应为-10%,并对掺烧褐煤存在的问题进行分析,给出具体建议和措施。通过合理混配、掺烧和燃烧优化调整,极大地缓解了因掺烧褐煤引起的经济性问题。