350MW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SO2和NOx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SO2、NOx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SO2排放,降负荷时,当钙硫摩尔比从2.0升高到2.2时,SO2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SO2和NOx排放,升负荷时,当一次风比从48%降低到42%时,NOx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,SO2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NOx排放,但会导致SO2排放质量浓度升高,所以在增加上下二次风配比调节NOx排放的同时需增加钙硫摩尔比来控制SO2排放。     

1025t/h烟煤锅炉掺烧褐煤的可行性试验研究

在280 MW负荷工况下,对某电厂6号烟煤锅炉掺烧褐煤的可行性进行试验,研究褐煤掺烧比例对磨煤机运行方式、排烟温度、NOx排放浓度以及锅炉热效率的影响。结果表明,掺烧褐煤后,锅炉的出力受到了一定限制;随着褐煤掺烧比例的增大,锅炉排烟温度与NOx排放浓度呈现先增大后减小的趋势;锅炉热效率呈下降趋势。     

烟煤锅炉掺烧高硫煤燃烧特性试验

采用一维火焰炉和着火试验炉对神混煤与重庆能源投资集团高硫煤(能投煤)进行试验室掺烧试验,研究了掺烧比例、煤粉细度和运行氧量对混煤着火温度、燃尽率、结渣性能及污染物排放特性的影响。结果表明:随着能投煤掺烧比例的提高,混煤的着火温度提高,燃尽性能变差,结渣倾向降低,NOx、SO2排放质量浓度显著升高。在某电站锅炉现场掺烧过程中锅炉效率、结渣特性变化不大,NOx排放质量浓度略有升高,SO2生成质量浓度大幅升高,运行成本增加。     

循环流化床锅炉燃烧福建无烟煤炉内脱硫的工业试验研究

为检验针对于燃烧福建无烟煤的循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉炉内脱硫效果、获得同时满足高效脱硫和高效燃尽要求的最佳运行参数,在一台75 t/h的工业热态循环流化床锅炉上进行了炉内添加石灰石脱硫试验,研究钙硫比、床温、二次风率、脱硫剂粒径等对燃烧福建无烟煤CFB锅炉炉内脱硫效果的影响,以及脱硫对锅炉氮氧化物排放、飞灰含碳量等的影响。试验表明:添加石灰石后,烟气中SO2的排放浓度迅速下降,而后随时间的推移在一定水平上小幅度的波动变化,振荡下降。脱硫效率随着[Ca]/[S]比的增大而提高。但当钙硫比小于2.4和大于4.1时,脱硫效率随钙硫比的变化不明显;脱硫效率随[Ca]/[S]比呈"S"型曲线规律变化,炉内脱硫存在有一个最佳[Ca]/[S]比。石灰石的平均颗粒粒径越细,炉内燃烧脱硫效率越高;随着炉床温度的上升,脱硫效率呈线性下降。脱硫效率随着二次风率的提高先缓慢增大,而后急剧下降,呈开口向下的抛物线分布特征,存在有一个最佳的二次风率。炉内添加石灰石脱硫对锅炉氮氧化物排放的影响很微弱;随着钙硫比的增加,NOx的排放浓度有轻微的下降。飞灰烧失量随着[Ca]/[S]比的增加而下降,但当[Ca]/[S]比大于3.5后,飞灰烧失量不再随[Ca]/[S]比的变化而变化。     

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。     

350MW机组燃用烟煤锅炉掺烧褐煤的试验研究

以某350MW机组燃用烟煤的锅炉为研究对象,采用输煤皮带预混的方式进行了不同比例的褐煤掺烧试验,分析了不同比例褐煤掺烧工况下制粉系统和燃烧系统运行的安全性、经济性和环保特性.结果表明:(1)掺烧扎煤后制粉系统所需的干燥出力大幅增加,单台炉掺烧比例最高不应超过50％;(2)随着扎煤掺烧比例的增大,再热汽温上升趋势较为明显,锅炉排烟温度、灰渣可燃物含量上升,锅炉效率降低,当掺烧扎煤比例达3/8时,锅炉效率降低约1.2百分点;(3)随着扎煤掺烧比例的增加NOx排放浓度不断降低,当掺烧扎煤比例达3/8时,NOx排放浓度降低约24.7％;(4)当扎煤与大友煤掺烧时,掺烧比例低于3/8不会加剧锅炉燃烧器区域以及高温对流受热面区域的结焦问题.     

煤粉锅炉协同处置工业污泥现场试验

通过热电厂煤粉锅炉小比例污泥掺烧现场试验,对掺烧污泥后炉膛温度、飞灰含碳量、锅炉效率等参数的变化,以及NOx,SO2及二恶英等主要污染物排放特性进行了研究。结果表明,随着污泥掺烧比例的增加,炉膛温度降低,飞灰含碳量增加,飞灰、炉渣中重金属增加,锅炉效率在小比例掺烧污泥时变化不大,主要污染物排放符合国家标准。该结果可为热电厂协同处置污泥提供了理论依据。     

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。     

循环流化床锅炉燃烧福建无烟煤炉内脱硫对锅炉热效率及烟气中NO_X排放的影响

用石灰石作脱硫剂在一台35 t/h循环流化床锅炉上进行工业性脱硫试验,结果表明:①添加石灰石脱硫对氮氧化物排放的影响很微弱。在小钙硫比工况下,添加石灰石脱硫会使烟气中NOx排放量上升,但升幅平缓。在大钙硫比情况下(Ca/S>3.0),加入石灰石后使得烟气中的NOx排放量有所下降;②在钙硫比较小的工况下,添加石灰石脱硫会降低烟气中CO的排放浓度,但降幅受钙硫比和石灰石颗粒度分布的影响不明显。在上述大钙硫比工况下,添加石灰石脱硫的前期反而会使烟气中CO的排放浓度升高;③锅炉的飞灰含碳量在添加石灰石脱硫后略有增加,而且添加细颗粒石灰石比添加粗颗粒石灰石时增加更多。另外,添加细颗粒石灰石脱硫还会使炉渣的含碳量同时增加;④由于脱硫效率不高,添加石灰石后使得炉膛内热容量减少并使锅炉的热效率有微小的下降。     

大型电站锅炉混煤掺烧的NOx排放特性预测与运行优化

在某700 MW四角切圆燃煤电站锅炉的NOx排放特性及锅炉效率多工况热态测试的基础上,应用人工神经网络建立大型四角切圆电站锅炉NOx特性及锅炉效率模型并进行预测,检验样本NOx排放浓度和锅炉效率预测值与实测值的平均相对误差分别为3.63%和0.23%,证实模型的可行性。并在此基础上,结合遗传算法对锅炉运行参数进行优化。优化后NOx排放浓度为421.44、255.05和215.40 mg×m-3,分别降低了37.56%、29.43%和30.56%;锅炉效率为94.56%、94.13%和94.80%,分别提高了0.09%、0.42%和0.88%。该模型可在掺烧非设计煤种情况下寻找出最优运行参数,降低锅炉NOx排放浓度并提高锅炉效率;同时随掺混比的增大,NOx排放浓度降低;掺烧D磨和E磨有利于降低NOx。     

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。     

火力发电厂污泥掺烧技术应用

利用火力发电厂掺烧的方式处置城市污泥是目前公认最具前景的途径。为了考察掺烧污泥时锅炉的燃烧稳定性,本文以2台300 MW容量等级、亚临界蒸汽参数、四角切圆燃烧方式的煤粉炉为试验对象,进行污泥掺烧试验,分别在不同负荷和不同掺烧比例的条件下,对比了炉膛温度、锅炉效率和NOx质量浓度的变化。试验结果显示:随着掺烧污泥比例的增加,炉膛温度下降,NOx质量浓度有所增加;在10%的掺烧比例范围内,锅炉效率无明显变化。本文研究结果可为电厂污泥掺烧技术的发展提供借鉴。     

石灰法处理烟气中二氧化硫的实验研究

通过石灰湿法烟气脱硫实验装置,考察了进口SO2浓度、浆液循环流量、钙硫比、吸收塔塔型对脱硫效率的影响。实验结果表明:脱硫效率随着进口SO2浓度的增大而降低;随着浆液循环流量的增大而增大,当循环流量提高到一定值后脱硫率的增加幅度减小;随着钙硫比(Ca/S)的增大而增大,但增加的幅度是递减的;同时吸收塔的塔型对脱硫效率有很大影响。     

CFB锅炉燃煤自脱硫试验与石灰石脱硫计算参数分析

为了研究燃煤循环流化床（CFB）锅炉自脱硫效应对于石灰石脱硫计算参数的影响,在1 MW CFB试验台对2个煤种进行了自脱硫试验。结果表明:2个试验煤种自脱硫效率分别为73.5%和57.3%,其差异主要与煤的可燃硫含量、煤中CaO等金属氧化物含量及锅炉运行参数有关;根据SO2排放值修正的燃料硫分计算钙硫摩尔比是按照收到基全硫计算值的3.78倍;随着石灰石添加量的增加,脱硫效率偏差由20.06%逐渐减小至10.65%;根据SO2排放值修正燃料硫分计算的脱硫热损失均为正值,按照收到基全硫计算的脱硫热损失均为负值,其偏差原因在于后者将入炉煤自脱硫的固硫反应放热量计入了石灰石脱硫反应放热量中;CFB锅炉由于燃煤自脱硫效应的影响,按照收到基全硫计算脱硫热损失会出现较大的计算误差,而按照SO2实际排放值计算脱硫热损失更符合实际。     

基于燃煤高位发热量下混煤掺烧热效率研究

以印度纳佳2×660 MW超临界机组四角切圆煤粉锅炉为研究对象,对其常用的四种煤种进行了分类和混煤掺烧试验,并基于ASME PTC4-2013燃煤高位发热量为计算基准,测量并计算各种混煤掺烧方案下的锅炉热效率,分析和对比高位发热量下,不同煤种、不同掺配比例对锅炉混煤掺烧热效率的影响。     

电站锅炉NO_x排放特性试验研究

针对某热电厂300 MW锅炉,通过改变燃尽风量、运行氧量、机组负荷等参数,研究了不同燃烧方式对锅炉NOx排放量的影响。结果表明:随着燃尽风挡板开度增大,NOx排放浓度逐渐降低,燃尽风挡板全开时NOx排放浓度比开度为30%时降低19%;随氧量增多,NOx排放浓度逐渐增大,省煤器出口氧量为4.25%时的排放浓度比氧量为3.35%时升高43.5%;在锅炉降负荷过程中,炉膛内含氧量比炉膛温度的影响更大,210 MW负荷下NOx排放浓度比300 MW负荷增大12.8%。     

分级配风对切圆锅炉NO_x生成与燃烧经济性的影响

针对燃用劣质混煤的300 MW四角切圆燃烧锅炉,通过低氮燃烧系统改造与增设燃尽风(SOFA)相结合的方式,用于降低氮氧化物(NO_x)排放浓度。通过三种劣质混煤的实炉燃烧试验获得了SOFA风率,三次风投、退,缩腰配风方式对NO_x排放浓度与锅炉燃烧经济性的影响规律。试验结果表明,随着SOFA风率增加,锅炉热效率随之下降,而NO_x排放浓度呈现出先下降后上升的趋势;制粉系统三次风退出时,NOx排放浓度明显降低,而飞灰含碳量有所升高;此外通过优化缩腰配风,有助于提高锅炉热效率和降低NO_x生成浓度,从而实现低氮燃烧的同时,兼顾锅炉燃烧经济性。     

600MW超临界空冷机组锅炉燃烧调整试验研究

为提高锅炉运行安全与经济性,某电厂600 MW空冷机组进行了燃烧调整试验。详细研究了一次风配风均匀性、制粉系统挡板特性、运行氧量和燃尽风率对锅炉效率的影响。结果表明:煤粉随着分离器挡板开度增大和一次风量增加逐渐变粗;随着氧量降低,锅炉效率逐渐增大,额定负荷下氧量保持在3.0%左右最佳;随着燃尽风率降低,锅炉效率逐渐增大,NOx排放浓度逐渐增加。综合考虑锅炉效率、NOx排放浓度和屏过管壁金属温度,额定负荷下燃尽风挡板开度保持在75%左右最佳,此时NOx质量浓度为385.1 mg/Nm3。通过燃烧调整,锅炉效率提高0.45个百分点,调整后锅炉效率在93.15%以上。     

炉内喷钙对SO_2和NO_x排放的影响研究

在一维沉降炉上进行了炉内喷钙脱硫试验,系统考察了煤粉炉内喷钙脱硫工况条件下SO2和NOx排放发影响因素。试验表明,SO2和NOx排放与炉内温度、Ca/S、脱硫剂细度、煤种、过量空气系数等有密切关系。通过SO2和NOx排放规律的研究,为石灰石脱硫选择一个合适的工况,缓解脱硫和降低NOx排放之间的矛盾。     

电站贫煤锅炉掺烧高硫劣质煤的试验研究

为研究掺烧劣质煤对锅炉的影响,对某厂贫煤锅炉进行了掺烧高硫劣质煤试验。通过观测燃烧贫煤、掺烧20%、40%、60%及80%高硫劣质煤后锅炉各项运行参数,分析了相应工况下锅炉的安全性、经济性及环保特性。研究结果表明:掺烧劣质煤后,烟气中SO_2浓度升高,而NO_x浓度随劣质煤掺烧比例增大而降低;掺烧后锅炉排烟温度降低,排烟热损失下降,同时固体未完全燃烧,热损失增大,所以锅炉整体效率变化不大。掺烧40%高硫劣质煤后,通过燃烧调整,能够保证锅炉主要运行参数在安全范围内波动,未发生低温腐蚀现象,磨煤机出力也能够达到满负荷下要求,炉膛结焦不严重,劣质煤掺烧比例40%时供电成本最小,说明该配煤方案最为经济。