循环流化床锅炉超低氮氧化物排放理论与实践

循环流化床(CFB)能够燃用低热值燃料,在我国广泛应用。其重要优势是无成本的低氮氧化物(NOx)原始排放,这是缘于CFB较低且均匀的燃烧温度及其固有的燃烧还原性气氛。随着中国燃煤电站污染排放要求日益严格,CFB燃烧原始NOx排放浓度超过了排放限制的最新要求。笔者理论分析了CFB燃烧过程,根据CFB燃烧条件下NOx生成与还原的途径,认为可以通过气固流态的优化调控NOx生成与还原反应,进一步降低NOx的原始排放。进而提出流态优化的工程实现途径:提高床质量、减少粗颗粒床存量、增加循环量。详细讨论了该技术路线的基本原理:床质量提高、粗颗粒床存量减少以及循环量增加,可显著强化燃烧过程中的密相区和稀相区的还原性气氛、减少NOx生成,并在稀相区乃至分离器中加强对生成的NOx的还原,配合合理的床温和风配比,使CFB锅炉在不采用烟气脱硝条件下,实现NOx低于50 mg/m3。该技术设想的关键点经实验室验证后,在150、260和560t/h CFB锅炉上进行了工程实践。运行效果表明,通过流态优化后,NOx排放显著下降,可达到NOx原始超低排放;同时,未见由此导致的燃烧效率显著降低;这些原始超低排放工程案例涵盖了烟煤、贫煤和无烟煤。通过流态设计优化降低NOx排放浓度的技术路线为CFB锅炉NOx控制提供了一条新途径。     

循环流化床锅炉翼形墙过热器/再热器变形分析

翼形墙过热器/再热器是循环流化床锅炉的重要部件之一,位于炉膛上部,通常前墙引入、炉顶穿出,其温度与水冷壁不同,导致热态运行的膨胀量不同。翼形墙受热面进出口与水冷壁连接密封,因此膨胀系统设计具有重要意义,设计不当会导致翼形墙受热面弯曲变形,影响安全性,膨胀设计中膨胀量的计算是关键。笔者建立了循环流化床炉膛中翼形墙受热面壁温的计算模型,计算了不同负荷下稳态最高壁温,发现最高壁温没有出现在满负荷下,而是在60%左右负荷下。但实践表明,据此设计,仍存在翼形墙受热面弯曲变形,表明稳态最高壁温不是翼形墙受热面壁温最高工况。笔者研究了最大膨胀量的发生工况,提出翼形墙过热器/再热器的最大膨胀量发生在极热态启动过程中,因此建议循环流化床锅炉翼形墙过热器/再热器的膨胀量应按极热态启动工况予以计算,建议该工况的计算条件为:压力为20%额定压力,温度为计算压力下的饱和温度,蒸汽流量为锅炉最大连续蒸发量的15%。据此进行膨胀设计的循环流化床锅炉应用实践表明,采用极热态启动的壁温计算膨胀量进行膨胀系统的设计,可解决循环流化床锅炉翼形墙过热器/再热器变形问题。     

炉膛刚性梁变形原因分析

循环流化床锅炉以其独特优势得到了广泛应用,也得到了快速发展,由于部分结构设计不合理,运行中存在部件变形问题.针对刚性梁的变形,分析了引起变形的原因,并提出一种合理的结构优化方法,解决了变形问题.     

高参数生物质循环流化床锅炉技术研发与应用

发展生物质直燃循环流化床（circulating fluidized bed,CFB）锅炉技术对促进我国能源转型和双碳目标的实现具有重要意义。将高温受热面布置在炉内,利用循环物料持续冲刷清洁受热面可有效抑制沾污和腐蚀。对于尾部对流受热面积灰和沾污,则可采用顺列管束布置方式,以及大节距、小管径、低烟速和平行流设计予以解决。除利用生物质夹带黏土缓解床料结焦外,通过提升物料循环系统性能改善包括燃料颗粒在内的流化质量,并辅以床温有效调控手段,从而通盘解决生物质锅炉燃烧效率和全回路防结渣团聚问题。基于该技术开发的3台高蒸汽参数生物质CFB锅炉可在宽负荷范围内稳定运行,未发生过因受热面积灰结渣导致的停炉,锅炉效率超过91%,NOx和SO2原始排放直接满足超低排放要求,各项性能指标基本达到甚至优于设计要求。     

节能型220 t/h循环流化床锅炉的设计与运行

基于清华大学的定态设计理论流态重构的节能型循环流化床（CFB）锅炉技术,太原锅炉集团公司完成了220 t节能型循环流化床锅炉的产品设计与安装.在华能东海拉尔热电厂运行的四年过程中,其运行结果和各项测试数据表明：与相同设计参数的其它技术循环流化床锅炉相比,采用低床压降运行的节能型循环流化床锅炉能够有效地降低厂用电效率及煤耗,并有效地减轻炉膛受热面的磨损.     

CFB锅炉有效降低飞灰含碳量的措施

飞灰含碳量偏高是目前CFB锅炉效率低下的主要因素之一,文章从燃烧最基本的原理出发,通过对CFB结构的改进,使锅炉燃烬度增加,大大降低了飞灰热损失,提高了锅炉效率。     

纯电动汽车AMT换挡时间和冲击优化控制策略

为了提高自动机械变速器(AMT)电动汽车舒适性,研究了AMT在换挡过程中的冲击问题,其本质原因是换挡电机控制不当导致同步器转速不到位.利用Adams和dSPACE等采集数据并分析问题产生机理,通过Meca标定软件标定控制参数,确定了最优PWM指令,减小了换挡末期的冲击,缩短了换挡时间和动力中断时间,提高了汽车乘坐舒适性和安全性.通过分段PWM控制标定和协同统一的换挡模式,冲击和换挡时间均可降低20~30%.在同步器结构不变的条件下,这种方法可以有效优化换挡时间和冲击.