1000MW超超临界塔式锅炉NO_x排放特性试验研究

对某电厂1 000MW超超临界塔式锅炉进行了燃烧优化调整试验,分析了省煤器出口O2体积分数、机组负荷、二次风配风方式、紧凑燃尽风(CCOFA)风量、分离燃尽风(SOFA)风量及磨煤机组合方式等因素对锅炉燃烧及NOx排放特性的影响.结果表明:省煤器出口O2体积分数和机组负荷对锅炉热效率和NOx排放质量浓度有较大的影响;随着省煤器出口O2体积分数的增加,NOx排放质量浓度显著上升;随着机组负荷的降低,NOx排放质量浓度先降低后升高,锅炉热效率则先升高后降低;通过设置合理的二次风配风方式、CCOFA和SOFA风量比例以及磨煤机组合方式,既可以提高锅炉热效率又可以降低NOx排放质量浓度.     

低负荷烟气再循环对煤粉锅炉燃烧及NOx排放的影响

以某330 MW锅炉结构参数和低负荷运行参数为依据,针对低负荷下不同烟气循环率对炉膛内截面平均温度、O2体积分数、CO体积分数以及NOx排放质量浓度的影响进行模拟分析.结果表明:低负荷下采用一次风烟气再循环能有效降低锅炉NOx排放质量浓度;随着烟气循环率的提高,炉膛内截面平均温度逐渐降低,CO体积分数逐渐减小,NOx排放质量浓度降低;与无烟气再循环相比,烟气循环率为15％时NOx排放质量浓度降低67.88 mg/m3,NOx减排效率提高20.36％.     

前后对冲旋流燃煤锅炉CO和NO_x分布规律的试验研究

针对某电厂600MW超临界机组前后对冲燃煤锅炉CO排放质量浓度较高且局部易出现峰值、沿炉膛宽度方向左右侧偏差明显、在不同O2体积分数下变化较大的现象,通过现场试验分析了O2体积分数和燃尽风风量对CO和NOx排放质量浓度的影响,提出了降低CO排放质量浓度的调整控制措施.结果表明:该电厂前后对冲旋流燃煤锅炉的CO排放质量浓度较高是由于配风不均而造成的;关小侧燃尽风二次风挡板开度及燃尽风二次风和三次风挡板开度,有利于降低CO排放质量浓度;综合考虑CO和NOx排放质量浓度的变化趋势,运行O2体积分数为3.0%时较为合适.     

600MW超临界对冲燃烧锅炉CO和NOx排放特性的研究

采用现场试验研究和数值模拟的方法对布置前后墙对冲燃烧器的某600Mw超临界锅炉CO和NO,的排放特性进行了研究．结果表明：锅炉尾部烟气中CO质量浓度为500～2500mg／m3,当主燃烧区过量空气系数a,为0．86～0．90时,高于该锅炉低NO。排放的设计过量空气系数（0．80）,对应的燃尽风占二次风的比例约为27％～32％,NOx排放质量浓度出现拐点;锅炉的NOx排放特性与HT—NR3燃烧器的低NOx设计有关,并与该锅炉的CO排放特性呈负相关关系;在负荷为600Mw和总风量一定的工况下,当燃尽风比例从32％提高至49％时,CO排放质量浓度显著下降,飞灰可燃物浓度降低,氧气量对CO和NOx排放的影响明显减弱,但NOx排放质量浓度升高,主燃烧区侧墙高温腐蚀的风险增大．     

燃尽风喷口位置对NOx排放的影响

针对一台采用旋流式燃烧器的煤粉炉NOx排放质量浓度较高的问题,采用空气分级燃烧方式以降低NOx排放量,基于CFD软件平台,在额定负荷下,分别对3种不同燃尽风喷口位置的改造方案进行了炉内燃烧及污染物生成的数值模拟,并通过综合比较炉内各参数的变化确定了最佳燃尽风喷口位置．结果表明：燃尽风喷口位置的上移降低了主燃区氧气的体积分数,同时使炉膛内的最高温度降低了23～29K．燃尽风喷口位置对NO,的还原效果、出口烟气温度以及煤粉焦炭转化率的影响较大．当燃尽风喷口位置升高时,NOx质量浓度降低,炉膛出口烟气温度升高,煤粉焦炭转化率下降．经综合比较炉膛出口烟气温度、NOx质量浓度以及煤粉焦炭转化率得出,距最上层燃烧器7．7m处为最佳燃尽风喷口位置．     

660 MW超超临界二次再热燃煤锅炉运行特性试验研究

针对某660 MW超超临界二次再热旋流燃烧锅炉投产后锅炉燃烧均衡性较差,锅炉热效率和一、二次再热汽温偏低,NO_x排放质量浓度偏高等问题,通过改变O₂体积分数、煤粉细度、一次风量、外二次风挡板开度、异层燃烧器风量分配方式、燃尽风直流风水平摆角和燃尽风量等参数对其进行了性能优化试验研究。结果表明：通过提高O₂体积分数运行和磨煤机动态分离器转速,以及合理设置外二次风配风方式、燃尽风直流风水平摆角及燃尽风风门开度,有效降低了灰、渣碳质量分数和CO排放浓度,提高了一、二次再热蒸汽温度。在各影响因素中,同层煤粉燃烧器外二次风风门开度和燃尽风直流风水平摆角的配置,对锅炉燃烧均衡性的影响至关重要;运行O₂体积分数和燃尽风量大小对NO_x排放影响最大。通过综合优化调整,锅炉性能得到明显改善,各项主要性能参数均达到或优于设计值。     

1 000 MW超超临界锅炉燃烧优化调整对NOx排放及锅炉热效率的影响

为了控制NO_x排放,在3 100 t/h锅炉上进行了燃烧优化调整试验。通过调整二次风配风方式、主燃烧器上方的OFA风门开度、锅炉运行氧量、燃烧器与燃尽风摆角开度、燃尽风率和磨煤机的投运方式等因素,研究不同工况下炉膛出口NO_x浓度及锅炉热效率变化规律。试验表明:不同的配风方式下,束腰配风工况的锅炉热效率最高,炉膛出口NO_x排放量最低。主燃烧器上方的OFA风门开度在0%~25%之间变化时,炉膛出口NO_x浓度随着OFA风门开度的变大呈下降趋势;OFA风门开度在25%~100%之间变化时,炉膛出口NO_x浓度随着OFA风门开度的变大呈上升趋势;而OFA风门开度在0%~100%之间变化时,膛出口CO的浓度随着OFA风门开度的变大呈下降趋势。锅炉运行氧量变化对燃烧器区域火焰的平均温度影响较小,随着运行氧量的增加,锅炉热效率先升高后降低,而燃料型NO_x的生成量是随着运行氧量的增加而急剧增加的。在实际运行中,燃烧器的摆角向下倾斜,燃尽风的摆角向上倾斜能够延长火焰中心,防止主燃烧区局部高温发生,可以有效的抑制热力型NO_x的产生。在燃尽风率分别为10%、15%、20%和25%时,炉膛出口CO浓度和飞灰中的含碳量随着燃尽风率的升高而增加,炉膛出口NO_x浓度和锅炉热效率则随着燃尽风份额的增加而降低。     

600MW电站锅炉烟气含氧体积分数优化策略研究

以某600Mw燃煤机组为例,在调节烟气含氧体积分数的基础上,增加一次风配比、二次风配比和燃尽风风门开度调整试验,分析了烟气含氧体积分数对锅炉经济性的影响,并对烟气含氧体积分数进行优化,提出了有关优化策略．结果表明：在400Mw、500Mw和600Mw3种负荷下,最佳运行烟气含氧体积分数分别为3．8％、3．2％和2．3％,可以有效降低发电成本和风机电耗,提高锅炉整体热经济参数及降低NOx排放质量浓度,为锅炉安全运行和节能减排提供依据．     

超超临界旋流燃烧锅炉低NO_x高效燃烧试验研究

针对某厂660 MW超超临界燃煤锅炉,通过变O_2体积分数、变不同层燃烧器风量分配方式、变内二次风量、变同层燃烧器风量分配方式和变燃尽风量等试验对其进行了性能优化研究。结果表明:投产后锅炉炉渣碳质量分数和CO排放体积浓度较高,但通过高O_2体积分数运行、开大内二次风量和设置合理的外二次风配风方式及燃尽风风门开度,可有效降低炉渣碳质量分数和CO排放体积浓度,其中内二次风量的影响最大;在各影响因素中,运行O_2体积分数和燃尽风量大小对NO_x排放影响最大。通过综合优化调整,锅炉性能得到明显改善,各项主要性能参数均达到或优于设计值。     

分离燃尽风对贫煤锅炉CO和H2S生成特性的影响

以低氮燃烧改造后的某330 MW四角切圆贫煤锅炉为研究对象,采用数值模拟研究了300 MW负荷下分离燃尽风率对炉内燃烧速度场、温度场、CO体积分数场、O2体积分数场、H2S体积分数场及炉膛出口参数的影响,并将模拟结果与试验结果进行对比分析.结果 表明:分离燃尽风率对锅炉燃烧特性以及CO、H2S的生成特性具有重要影响;随着分离燃尽风率的增大,炉膛出口CO体积分数升高,出口NOx质量浓度降低;减小分离燃尽风率有利于抑制炉内高温腐蚀和结渣的发生;综合考虑锅炉运行安全性、经济性及NOx生成特性多种因素后,燃尽风率设置为25％较为合适.     

The CFD Modeling of NOx Emission,HiTAC and Heat Transfer in an Industrial Boiler

NOx emission, heat transfer, and high temperature air combustion (HiTAC) in a boiler of Mobin Petrochemical Complex, Iran was numerically studied. The comparison between the measured values and the CFD predicted results showed good agreement, which implied that the adopted combustion and NOx formation models are suitable for correctly predicting characteristics of the heat recovery steam generation (HRSG) boiler. The predicted results show that NOx emission within the boiler depends highly on temperature, as well as oxygen concentration. Moreover, the influence of the equivalence ratio at a fixed air mass flow rate on the flame temperature and NOx formation has been investigated.     

燃尽风对炉内流动和燃烧过程影响的数值模拟

燃尽风作为降低锅炉NOx排放浓度的一个措施已在我国得到逐步推广应用。应用数值模拟方法，对1台600MW对冲燃烧煤粉锅炉，在满负荷下燃尽风对炉内流动、燃烧和传热过程的影响开展了研究工作。应用混合分数／概率密度函数法模拟湍流燃烧，用P-1辐射模型开展辐射传热模拟，利用拉格朗日／欧拉法处理气固两相间的动量、质量和能量交换，对挥发份的析出采用单步反应模型，采用动力／扩散反应速率模型模拟煤粉颗粒的表面燃烧。研究发现：一方面，燃尽风的应用改善了炉内气流的充满情况，延迟了煤粉燃烧过程氧气的供应，加强了炉内的还原性气氛，降低了炉内最高火焰温度，有利于降低NOx排放浓度；但另一方面。燃尽风的应用将导致煤粉燃烧效率下降。     

800MW旋流对冲燃烧锅炉低NOx改造的数值模拟

针对某800MW超临界锅炉NOx排放量较高的问题,设计了配风方式不同的3种工况．利用CFD软件,对3种工况进行了炉内燃烧、传热及污染物排放等方面的数值计算,并分析了炉内的温度、NOx及cO组分的分布情况．结果表明：计算结果与实测数据吻合较好,空气分级燃烧使主燃区温度降低,CO体积分数升高,N0x质量浓度明显降低;燃尽风对燃料的燃尽率和炉膛出口烟温产生了不利影响,从而影响机组的经济性和安全性．通过对各个工况燃料的燃尽率及炉膛出口烟温进行综合比较分析,得出工况3为较理想的改造方案．     

Efficiency and emissions of gas-fired industrial boiler fueled with hydrogen-enriched nature gas: A case study of 108 t/h steam boiler

Hydrogen-enriched natural gas (HENG) is a promising low-carbon fuel in the industry. The fuel flexibility of the existing natural gas-fueled industrial combustion equipment is a crucial issue for the HENG application. This study evaluates the thermal and emission performances of a large-scale industrial steam boiler fueled with HENG. Considering different operation strategies, three boiler operation scenarios were proposed, namely, the unchanged fuel/air valve opening (Scenario 1), the maintained boiler capacity with unchanged valve control logic (Scenario 2), and the maintained boiler capacity with unchanged excess air ratio (Scenario 3). A model considering the thermal equilibrium and heat transfer inside the boiler was built to study the thermal efficiency under the three scenarios, and a chemical reaction network model was established to investigate the NOx emission characteristics. The results showed that thermal efficiency and NOx emission presented a similar variation trend. Both of them decreased in Scenarios 1 and 2 while increased in Scenario 3 as hydrogen volumetric fraction in HENG increased from 0 to 0.9. The differences in decarbonization potentials among the three scenarios were limited. This study implies that the trade-off between thermal efficiency and NOx emission should be carefully concerned when applying HENG to industrial steam boilers.     

620t·h-1循环流化床锅炉提效 及低NOx改造的实践

针对国产620 t·h-1循环流化床锅炉效率及NOx排放浓度不能达到性能保证值的现状,分析了锅炉的热损失情况以及NOx排放浓度与平均床温等参数间的规律,得出排烟热损失及固体未完全燃烧热损失过大、平均床温偏高、因风帽磨损引起的流化质量下降是造成锅炉效率及NOx排放浓度超性能保证值的主要原因.在此基础上提出了提高空预器吸热量、降低床温、提高流化质量的改造思路,对改造思路逐项分析,得出了回转式空预器改造、加长水冷屏和屏式过热器以及风帽改型等具体改造措施.对改造后参数作了分析,并提出改造完成后可能出现的热风管磨损及浓相区上移等问题.通过改造实现了锅炉提效和减排的目标.     

1000 MW机组超超临界锅炉燃用高硫煤性能试验研究

对陕西能源赵石畔煤电有限公司的一台1000 MW超超临界机组锅炉进行了性能试验研究,分析了燃用高硫煤时锅炉在高、低负荷运行下,对锅炉效率、锅炉最大连续出力、空气预热器漏风率、汽水系统压降、空气预热器进出口烟风压降、NOx排放的质量浓度的影响.结果表明:在100％额定负荷、75％额定负荷和50％额定负荷下,锅炉效率均达到...     

基于共享最小二乘支持向量机模型的电站锅炉燃烧系统的优化

电站锅炉燃烧系统是一个复杂的多输入多输出系统,为了在同一个模型中实现高效率、低污染物排放的优化目标,对标准最小二乘支持向量机回归方法进行了扩展．借助某电厂1000MW超超临界锅炉的现场燃烧调整试验数据,建立了以锅炉热效率和NOx排放质量浓度为输出的共享最小二乘支持向量机（LSSVM）模型,采用一种改进的粒子群算法对共享模型中的锅炉运行工况进行了寻优．结果表明：在共享LSSVM模型中,锅炉热效率和NOx排放质量浓度的平均预测误差分别可达到0．028％和2．16％,搜索得到的高效率和低NOx排放的参数组合可为电站锅炉优化运行提供指导．     

循环流化床锅炉低氮燃烧的CPFD数值模拟

针对某75 t/h循环流化床锅炉炉膛出口NOx排放超标问题进行分析探讨,以合理的低氮燃烧控制技术为主,辅以SNCR烟气脱硝技术,争取达到NO x超净排放要求。采用CPFD计算方法对循环流化床锅炉炉膛内的气固流动和燃烧特性进行数值模拟,运用低过量空气燃烧法和空气分级技术对锅炉进行低氮燃烧控制,研究一、二次风配比、二次风射流、过量空气系数、循环倍率和颗粒粒径等因素对炉内燃烧及NO x排放的影响。结果表明:通过低氮燃烧控制后,炉内速度场和温度场分布均匀,炉膛出口处烟气流速增加,炉膛平均烟温和出口氧浓度降低,还原性气体CO浓度和优化前基本相同,炉膛出口NOx浓度降低,减排效果显著,为以后的锅炉运行提供实际指导经验。     

1000MW机组神华煤掺烧霍林河褐煤的试验研究

在某电厂1 000MW机组上进行了神华煤与霍林河褐煤掺烧试验,研究了褐煤掺烧比例对磨煤机最大出力、机组最大出力和机组性能的影响,在最佳褐煤掺烧比例下进行了燃烧优化试验并提出了掺烧褐煤后产生的问题及解决措施.结果表明：随着褐煤掺烧比例的增大,磨煤机最大出力逐渐降低;当褐煤掺烧比例大于40%时,机组最大出力将受到明显影响;在目前设备条件下,褐煤最佳掺烧比例为30%.在最佳褐煤掺烧比例下,额定负荷时省煤器最佳出口氧量偏置为＋0.4,最佳燃尽风挡板开度偏置为-10%.通过燃烧调整,基本上解决了掺烧褐煤后炉膛结焦问题,锅炉效率提高了0.07%,NOx排放质量浓度为293.2mg/m3.