O2/CO2燃烧方式的锅炉热力计算方法研究与分析

对常规热力计算方法进行改变,使其适用于O2/CO2燃烧技术。将该方法应用于煤粉在不同比例O2/CO2气氛下燃烧中,计算结果与实验结论相吻合,由于各参数改变有严格理论指导,可用于O2/CO2燃烧方式热力计算;并将结果与煤粉在常规空气中燃烧所得结果进行了对照分析,表明在O2/CO2=30/70时所得参数与空气中燃烧相似。     

采用O2/CO2燃烧方式的锅炉热效率计算与分析

介绍了O2/CO2燃烧方式的技术特点,采用ASME PTC 4-1998中计算锅炉热效率的热损失法对某电站300 Mw机组锅炉在O2/CO2和空气气氛下的各项热损失和锅炉热效率进行了计算比较.结果表明,采用O2/CO2的富氧燃烧技术可明显提高锅炉热效率,而且烟气中高浓度的CO2降低了分离回收CO2的成本.另外,通过对比不同氧气浓度下的锅炉热效率,表明采用O2/CO2燃烧方式时,O2的容积百分数不宜大于30%.     

O2/CO2燃煤锅炉机组与传统燃煤锅炉机组的差异

为了减少燃煤电厂的CO2排放量,由此发展了O2/CO2燃烧技术。该技术建立在常规燃煤锅炉基础上,但是与常规锅炉在燃烧特性及设备要求上又有所不同。本文从O2/CO2锅炉添加的设备、传热特性及对机组设备的要求等方面简要介绍了2种燃烧技术的差异。     

O2／CO2燃烧气氛下锅炉炉膛的热力计算分析

O2/CO2燃烧是减少二氧化碳排放的一种行之有效的方法。在O2/CO2燃烧气氛下,CO2浓度的大幅度增加引起锅炉内的辐射传热的改变。利用指数宽谱带模型计算炉膛内的火焰黑度,并进行空气及两种O2/CO2气氛下的炉膛热力计算。通过比较,得出O2/CO2燃烧锅炉炉膛的改进方向。     

O2/CO2燃烧对电除尘器运行的影响

通过分析空气分离/烟气再循环燃烧特性,建立了O2/CO2条件下烟气中CO2,SO2,H2O,N2,O2成分的数学模型。通过与空气条件下的燃烧对比得出:采用空气分离/烟气再循环燃烧,烟气中水蒸气、二氧化硫和二氧化碳的含量增大较多,起晕电压略有增加,火花电压提高较多,这些变化有利于电除尘器的运行。     

O2/CO2气氛下石油焦富氧燃烧特性研究

研究了一种石油焦在氧气浓度为21％～100％的O2/CO2气氛下于水平定炭炉中的燃烧曲线特性,并对其着火时间及其拟合曲线、燃尽时间、最高燃烧温度、燃烧速率曲线进行了分析.结果表明:随着氧气浓度的增加,石油焦燃烧特性曲线呈现规律性变化;石油焦着火时间随氧气浓度增加而逐渐变短,氧气浓度超过60％时,石油焦着火时间缩短的趋势才开始变缓;燃尽时间与着火时间的变化一致,而最高燃烧温度则随着氧气浓度的增加而逐渐增加;氧气浓度100％时的燃烧速率峰值是氧气浓度21％时燃烧速率峰值的3倍.     

O2/CO2和O2/N2气氛下不同煤种的热解与燃烧试验研究

采用热重-质谱联用仪分别研究了3种煤在O2/N2和O2/CO2气氛下的热解和燃烧特性.结果表明,与N2气氛相比,CO2气氛下煤粉的热解过程可分为水分的蒸发、挥发分的释放以及较高温度下煤焦与CO2的气化反应;随燃烧气氛中氧浓度的增加,煤粉的TG-DTG曲线移向低温区,着火温度和燃尽温度降低,煤粉综合燃烧特性指数增大;在相同的燃烧气氛及氧浓度下,PRB次烟煤的着火温度和燃尽温度明显低于Illinois烟煤和Utah烟煤.     

O2/CO2气氛煤粉燃烧特性试验研究

O2/CO2燃烧技术是一种可分离回收CO2的新型燃烧技术，其燃烧机理与常规空气气氛燃烧存在着较大的差异。为此，该文在热重分析仪上进行了模拟空气气氛及不同O2浓度(j(O2)=21%、30%、40%、80%)的O2/CO2气氛下3种不同品质煤粉(龙岩无烟煤、贵州烟煤、元宝山褐煤)的燃烧特性试验，确定了3种煤粉的燃烧特征参数及综合燃烧性能指数。试验结果表明，O2/CO2气氛下煤粉的燃烧分布曲线与O2/N2气氛下有明显不同，相同O2浓度的条件下，O2/CO2气氛下煤粉燃烧速率低，燃尽时间长。在O2/CO2气氛下随着O2浓度的增加，燃烧DTG曲线向低温区偏移，着火温度及燃尽温度降低，燃尽时间缩短，煤粉综合燃烧特性指数增大，表明提高O2浓度可改善O2/CO2气氛下煤粉的燃烧特性。     

新型高效O2/CO2煤粉燃烧技术

论述了CO2分离回收技术的研究现状,在介绍O2/CO2燃烧的原理及降低NOx、SO2方面研究进展的基础上,指出O2/CO2燃烧方式不仅易于分离和收集CO2,同时可有效地控制SO2和NOx排放,是一种能够综合控制燃煤污染物排放的新型高效洁净煤燃烧技术.并从模式系统选择、电厂布局、燃料类型的选择、制氧厂规模及发电效率等方面...     

基于W火焰锅炉空气燃烧与O_2/CO_2燃烧数值模拟的比较

以300 MW容量的W火焰电站煤粉锅炉为研究对象,运用ICEM网格生成工具和数值模拟计算软件,对该锅炉分别进行空气气氛和含O2量为30%的O2/CO2气氛下燃烧工况的数值模拟研究:得到了两种不同气氛下炉内的温度分布、NOx浓度分布以及颗粒的运动轨迹分布,并简要阐述了两种条件下各个参数分布差异的原因.计算结果描绘了炉内温度场、各组分的浓度场、颗粒轨迹分布,并对结果进行了简要的分析.     

O_2/CO_2气氛中超细煤粉着火特性

利用热显微镜和摄像系统,研究了气氛、煤粉粒径、氧气流量和氧气浓度对超细煤粉在O2/CO2气氛中的着火特性的影响。试验表明煤粉在N2/O2中比在CO2/O2更容易着火,颗粒粒径在20μm及以下的煤粉着火温度及过程差别不大,挥发分析出比较平稳,而颗粒粒径较大的煤粉着火温度稍高。在纯氧中,氧气流量在大于一定值(200mL/min)后对着火影响不大。O2/CO2气氛中氧气浓度对煤粉着火影响较大,随着氧气浓度的降低,煤粉着火方式从均相着火变成非均相着火;且氧气浓度越低,着火越困难。     

O2／CO2气氛下火焰传播速度影响因素分析

摘要：O2／CO2气 氛下高浓度CO2的存在对碳氢化合物的火焰传播特性有重要影响。基于化学动力学分析软件CHEMKIN对初始压力为10^5Pa,初始温度为298K,当量比为0．6～1．4的C1～C7直链烷烃在O2／CO2、O2／hi2、O2／CO2／AR气氛下的层流火焰传播速度进行模拟计算,探讨气氛、当量比、O2浓度、CO2浓度对火焰传播速度的影响规律。结果表明,火焰传播速度随当量比的增大而先增大后减小,火焰传播速度的最大值出现在当量比1．0或1．1处;在相同O2浓度下,O2／CO2气氛下火焰传播速度要比O2/N2气氛下明显减小,表明CO2的存在对火焰传播有阻碍作用;在O2／CO2／AR气氛下,在02浓度不变情况下,火焰传播速度随CO2浓度的增大而减小;在O2／CO2气氛下,随O2浓度的提高,火焰传播速度逐渐增大,说明提高O2浓度可改善烷烃的燃烧特性。     

O_2/CO_2气氛下煤种对燃煤PM_(2.5)形成的影响

采用管式炉和荷电低压撞击器(electrical low pressure-impactor,ELPI)研究了4种煤粉在O2/CO2条件下燃烧后生成的PM2.5排放特性,并对空气和O2/CO2气氛下PM2.5的排放特性进行了比较。结果表明:不同煤粉在O2/CO2气氛下燃烧后,所产生的PM2.5质量浓度均呈双峰分布,峰值分别在0.1和2μm左右;S在亚微米颗粒上明显富集,而在超微米颗粒上含量相对较少;K和Na在亚微米颗粒上含量比在超微米颗粒上高一些;Si和Ca在亚微米颗粒上含量相对较少,而在超微米颗粒上含量相对较多;Fe在亚微米和超微米颗粒上含量相当。分析认为,不同煤粉中组分形式和含量的不同,影响了煤粉燃烧后PM2.5形成的过程,造成PM2.5排放特性的不同。从PM2.5的粒径分布、元素分布和形貌分析可知,和空气气氛相比,O2/CO2气氛不影响PM2.5的生成机制,但影响其粒径分布。     

O_2/CO_2气氛下煤焦燃烧过程中碳官能团演化行为研究

利用X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)研究大同烟煤及其煤焦中碳的赋存形态;同时对大同煤焦在O2/CO2和O2/Ar气氛下燃烧过程中含碳官能团的演化规律进行研究,揭示燃烧气氛中CO2对碳转化过程的影响。结果表明,大同煤中的碳主要以芳香碳和脂肪碳的形式存在,在热解过程中,其含量降低,而酚碳、羰基和羧基含量增加。O2/CO2煤焦燃烧过程中,芳香碳和脂肪碳含量不断减少,酚碳、羰基和羧基含量则逐渐增加,其中酚碳含量增加最为显著。燃烧气氛中CO2的存在,加快了芳香碳和脂肪碳的减少,促进了酚碳、羰基和羧基的形成。     

旋流型O_2/CO_2煤粉燃烧器的流动及燃烧试验研究

O2/CO2循环燃烧技术可以提高烟气中的CO2浓度(90%以上),被认为是一种效率高、风险低的CO2捕集方式,易于在现有火力发电锅炉技术的基础上进行应用或改造。对旋流型O2/CO2煤粉燃烧器进行了冷态流场试验,并在0.3MW的热态试验台上进行了该燃烧器的空气气氛和O2/CO2气氛下的煤粉燃烧实验。研究结果表明,沿该燃烧器出口圆周上的速度分布比较均匀,在流场中心有回流区形成,回流区的相对长度L=1.38～1.70,相对宽度为B=0.39～0.53,扩张角β=36°～50°。该燃烧器形成的流场能够较好地满足煤粉在空气条件、O2/CO2气氛条件下着火燃烧的需要。煤粉在O2/CO2气氛,O2浓度为23%时,其着火性能优于常规空气,且燃烧后的烟气中CO2浓度可以达到90%以上。     

O2／CO2气氛下无烟煤及烟煤燃烧NO释放特性对比试验研究

研究了一种烟煤和一种无烟煤在氧气体积浓度21％～100％的O2／CO2气氛下的水平管式炉中1073K时的NO生成特性。结果表明O2／CO2气氛下的NO的生成量小于空气条件下的一半。在焦炭表面生成的CO是减少NO生成的主要原因。O2／CO2下燃料N向NO的转化率随氧气的浓度增加上升,并在较高氧气浓度时持平。NO的析出过程受煤种的影响。烟煤在挥发分析出阶段有一定的NO伴随大量CO析出而生成,而无烟煤则没有。无烟煤的NO转化率比烟煤高。     

600MW超临界锅炉新型燃烧方式试验及数值模拟研究

阐述了600 MW超临界锅炉的主要设计参数,分析了新型燃烧方式燃烧系统的设计特点,建立了炉内过程数值模拟模型,在同类型机组进行了冷态空气动力场试验,通过不同工况数值模拟结果对比,探索该型燃烧方式的燃烧调整方法.试验结果表明,试验结果和数值模拟研究结果相吻合.     

420 t/h无烟煤锅炉稳燃的试验研究

针对粤连电厂４２０ｔ／ｈ无烟煤锅炉在试运期间发生多次退油灭火现象,进行了大量的稳燃试验研究。主要通过采用降低一次风速、调整各层二次风的合理配比、提高热风温度等措施,成功地实现了退油稳燃。试验结果对无烟煤锅炉的设计及安全运行有着重大的指导意义。     

大型准东煤锅炉炉型和燃烧方式选择研究

准东煤灰中的钠、钙含量较高导致其具有严重结渣和沾污特性。本文针对不同炉型和燃烧方式的600 MW等级机组准东煤锅炉,在分析煤质特性和运行性能的基础上,给出了大型准东煤机组锅炉炉型和燃烧方式等关键参数的选择意见和建议,并从高岭土掺烧、干渣机设计、智能吹灰控制等方面提出了具体的运行和优化措施。在不同炉型及燃烧方式下,大型高钠煤锅炉的运行经济性和环保性差别不大,但塔式炉在燃用较低灰分高钠煤时优势明显。建议在新建机组中针对高钠煤的特殊性进行改进设计,通过受热面内移、除渣系统优化、高岭土添加系统一体化设计等手段,实现准东煤经济安全全烧的目标。