锅炉不同配风方式下炉内高温腐蚀影响特性研究与运行防控

切圆燃烧锅炉不同配风方式对锅炉热效率和NO_x排放浓度的研究文献很多,但其对炉内整个燃烧区域高温腐蚀的影响特性的报道较少。以某660 MW超临界机组锅炉为研究对象,通过现场测试,研究了不同配风方式对NO_x排放浓度和炉膛水冷壁高温腐蚀的影响特性,并给予了炉内水冷壁高温腐蚀运行防控方面的指导。额定负荷运行工况下,建议AA托底风风门挡板开大,有利于控制冷渣斗区域水冷壁的高温腐蚀;开大周界风门挡板以及关小紧凑燃尽风(CCOFA)和分离燃尽风(SOFA)风门挡板,将缓解主燃烧器与燃尽风之间区域水冷壁、主燃烧器区域水冷壁和冷渣斗区域水冷壁的高温腐蚀,这将为同类型机组运行提供指导和借鉴。     

四角切圆燃烧超低NO_x锅炉变负荷特性研究

为了摸清600 MW亚临界机组深度空气分级超低NO_x锅炉变负荷特性及规律,实现防结渣、高效燃烧和超低NO_x排放一体化目标,通过静态和动态特性试验优化后,改造后机组出现的升负荷过程后屏蒸汽超温超压、降负荷过程再热汽温低等问题得到有效解决。通过试验发现:主燃烧器摆角对再热汽温的调节作用由燃尽风上下摆角替代、改变氧量偏置和风门开度可以调整炉膛不同高度下燃烧份额的分配和优化炉内燃烧状态。     

燃烧器改造对低氮燃烧效果影响

为解决储仓式制粉系统、四角切圆燃烧方式的300 MW机组锅炉燃烧贫煤时炉膛出口排放NO_x质量浓度较高(900～1 000 mg/Nm~3)的问题,在进行燃烧器改造后炉膛出口排放NO_x质量浓度降至550 mg/Nm~3左右;国家和地方环保标准提高后需进一步降低,遂又进行了燃烧器三次风重新布置、部分三次风引入主燃烧区进行助燃改造,炉膛出口排放NO_x质量浓度降至480 mg/Nm~3左右,为同类型锅炉低氮燃烧改造提供了借鉴意义。     

1000MW机组锅炉氮氧化物排放影响的试验研究

基于现场燃烧调整试验方法,对某厂1台1000MW超超临界切圆燃烧锅炉NOx的排放特性及其影响因素进行了系统的分析。针对锅炉燃烧系统的运行特点,主要进行了氧量、负荷、燃尽风量(包括AA风和OFA风)、主燃烧区燃烧器风量和配风方式、磨煤机运行组合方式、燃烧器摆角、煤质等因素的试验研究。研究结果表明:对于具有先进低NOx燃烧系统的锅炉,其锅炉负荷、锅炉燃用的煤质、运行时氧量的变化和燃烧器喷口摆角及磨煤耗机组的运行方式都是锅炉NOx排放的影响因素,其中运行时氧量的变化对NOx排放影响最重,随着氧量的增加,锅炉NOx排放浓度呈线性增加。而在保持大量燃尽风实现空气分级燃烧的条件下,主燃烧区燃烧器风量和配风方式对NOx排放浓度的影响是微弱的。     

300MW贫煤锅炉低氮燃烧改造数值模拟

对某电厂300 MW贫煤锅炉低氮燃烧改造前后不同负荷进行数值模拟,研究分析改造前后锅炉炉内流场、温度场和组分浓度分布的变化,找到氮氧化物排放规律。计算结果表明:炉膛流动燃烧符合四角切圆锅炉实际运行情况。低NOx燃烧改造后,在炉膛出口过量空气系数一定条件下,各负荷运行NOx排放浓度下降均在40%以上,锅炉效率也有不同程度的提高,同时未带来明显的负面效应,改造对同类锅炉改造具有指导意义。     

烟气再循环对金属纤维表面燃烧器NO_x排放和燃烧稳定性的影响

结合全预混金属纤维表面燃烧器和外部烟气再循环燃烧技术,在350 kW卧式燃气锅炉上进行了实验研究.研究了负荷、过量空气系数和烟气再循环率对CO、NO_x排放和燃烧稳定性的影响.结果表明:负荷变化对NO_x排放无明显影响;过量空气系数越大,NO_x排放越低,但系统热效率随之降低;不采用烟气再循环技术时,NO_x排放低于30 mg/m3时过量空气系数需大于1.73,此时系统热效率低于92.1%;如采用23%的烟气再循环率,实现上述相同NO_x排放水平仅需过量空气系数大于1.3,系统热效率比无烟气再循环时高1.3%;随着烟气再循环率的增大,火焰燃烧不稳定加剧.出现炉膛震动时的烟气再循环率极限值随着负荷的增大而逐渐提高.     

1000MW机组燃烧调整对NO_x排放影响

在1 000MW机组锅炉上进行了燃烧调整试验,通过改变过量空气系数、机组负荷、燃尽风率和配风方式,对烟气NO_x的排放规律进行了研究。结果表明:随着过量空气系数的增大,NO_x排放浓度显著增大,锅炉排烟热损失呈上升趋势,飞灰含碳量呈下降趋势。锅炉负荷对NO_x排放的影响主要来自燃料量、炉膛温度、氧浓度等多方面因素的综合影响,随着锅炉负荷下降,过量空气系数增大,烟气NO_x排放浓度呈缓慢下降趋势,单位质量燃料的NO_x转化率有所升高。增大炉膛的燃尽风率可显著降低烟气NO_x排放浓度。在燃尽风率较低的燃烧工况下,NO_x排放浓度对燃尽风率的变化尤为敏感。与均等配风方式相比,束腰配风方式可降低炉膛主燃料区的氧浓度,使烟气NO_x排放浓度下降。     

煤粉锅炉燃烧调整对氮氧化物排放量及热效率影响的试验研究

以提高锅炉热效率和降低NO_x排放量为主要目的,对某电厂300 MW机组,HG-1025/17. 5-HM四角切圆锅炉进行了燃烧调整试验研究。试验结果综合反映了锅炉的各个运行工况对氮氧化物排放浓度以及锅炉热效率的影响。通过对各个工况试验结果的分析比较,给出了可以兼顾NO_x排放量和锅炉热效率的运行调整方式。     

烟气再循环对天然气非预混燃烧NO_x排放特性的影响

天然气在燃烧过程中生成NO_x的浓度主要受温度影响.烟气再循环不仅能降低燃烧温度,而且减小了燃烧高温区域,使污染物排放降低.为减少NO_x排放,采用一台标定功率为800,k W的非预混燃烧器进行了烟气再循环非预混燃烧试验,主要研究了燃烧负荷、过量空气系数、烟气再循环率对NO_x生成的影响.同时,采用FLUENT6.3软件模拟计算燃烧火焰温度分布和NO_x质量浓度分布.结果表明:燃烧器热负荷的增加,会使烟气中NO_x质量浓度增加;过量空气系数?在1.0~1.15之间时,有利于降低NO_x排放;烟气再循环量增加能有效降低NO_x排放,在?为1.1和1.15时、烟气再循环率为20%,时,NO_x质量浓度为40~50,mg/m3.     

630MW机组低氮燃烧系统燃烧调整优化

对某电厂630 MW亚临界汽包锅炉进行了低氮燃烧调整优化,通过主燃区二次风门及SOFA风门开度调整和提高运行氧量,CO含量控制在100μL/L左右,燃烧滞后现象明显改善,过热器及再热器减温水量降低,减温水量能够满足机组升降负荷速率的要求。解决了低氮燃烧器改造后出现的问题,找到了适合锅炉安全经济运行的最佳工况。     

300MW四角切圆燃烧锅炉低氮燃烧优化改造研究

针对某一电厂300MW四角切圆燃烧锅炉NO_x排放浓度高的问题,对锅炉制粉系统、燃烧系统进行了改造。将锅炉制粉系统由原来的钢球磨热风送粉系统改为乏气送粉系统,主燃烧器相应改造,同时在主燃烧器上方增加一段分离燃尽风燃烧器。改造后,锅炉NO_x排放浓度有较大幅度下降,效率也未有明显降低。     

1000MW燃煤机组超低排放低氮燃烧调整优化研究

为实现燃煤机组NOx的超低排放,评估某1 000 MW现有燃烧器的NOx排放水平,需要进一步挖掘低NOx燃烧系统潜力,对该机组进行低氮燃烧调整试验研究。通过制粉及燃烧系统优化调整试验,实现了锅炉在50%BMCR负荷以上运行时,锅炉热效率均不低于93.65%的前提下,脱硝入口NOx浓度均低于250mg/Nm3的调整目标;同时对锅炉制粉系统及燃烧系统各主要运行参数进行了优化调整,提出了锅炉各主要运行参数在不同负荷下的运行推荐值,为机组实现更加安全、经济、环保运行提供了参考。     

亚临界强制循环锅炉20%低负荷稳燃优化调整的数值模拟与试验研究

为研究火电机组深度调峰过程中,锅炉低负荷燃烧的稳燃和最佳的安全、高效运行方式,依托某电厂亚临界660 MW机组,对亚临界强制循环四角切圆锅炉在超低负荷（20%）下的稳燃性能进行了试验研究和数值模拟计算,对低负荷下燃烧运行工况优化进行了研究。研究结果表明：某电厂3号机组锅炉在低负荷燃烧时,能保持较高的煤粉燃尽率,炉膛最高温度可以达到1 400~1 600 K左右,运行O2体积分数为12%~13%左右,低负荷燃烧较为稳定;运行选择较为靠近炉膛上部的磨组运行方式、调整AA托底风门开度5%~10%、燃烧层之间辅助风门开度维持在9%~18%以及燃烧层周界风门开度约为18%等燃烧优化手段可以实现低负荷下的合理空气动力场,维持稳定燃烧。     

旋流对冲燃烧锅炉降低CO排放的燃烧优化

针对某660 MW前后墙旋流对冲燃烧锅炉出现空气预热器入口和水冷壁两侧墙贴壁CO质量浓度较高的现象,结合就地勘测及性能试验数据进行了分析,并开展了燃烧优化试验.在静态燃烧调整的基础上,建立C层层操二次风门挡板开度与机组负荷的函数关系,并用机组负荷来修正原始逻辑中C层层操二次风门挡板开度.结果表明:造成空气预热器入口和水冷壁两侧墙贴壁CO质量浓度较高的原因是煤粉偏细、燃烧器与分离燃尽风的就地调整方式不合理以及C层层操二次风门挡板开度过大;高负荷下空气预热器入口 CO质量浓度可以降至300 mg/m3以内,水冷壁两侧墙的贴壁CO质量浓度从58 000 mg/m3以上降至12 000 mg/m3以内;逻辑优化后机组在动态过程中降低了 CO排放,燃烧优化效果较为明显.     

新型工业煤粉锅炉运行及排放特性试验研究

为了改善工业煤粉锅炉的NO_x排放特性并保证其燃烧效率,对某新型空气分级燃烧器进行了现场试验.通过改变煤种、过量空气系数及三次风开度,分析了锅炉NO_x及CO排放质量浓度的变化规律,同时采用反平衡法对锅炉的热效率进行了测算.试验结果表明,工业煤粉锅炉能达到较高的热效率;煤中氮含量及挥发分含量与NO_x的生成具有一定的相关性,氮含量越高,NO_x排放质量浓度越高,挥发分含量越低,NO_x排放质量浓度越高;过量空气系数和三次风开度不仅影响锅炉燃烧效率,而且对NO_x排放的影响也较为显著.研究发现,试验锅炉的排烟氧含量(质量分数)应控制在2.5%~2.6%之间较为合理,三次风开度为39%时NO_x排放质量浓度最低.     

700MW四角切圆锅炉低NO_x燃烧的数值模拟

对一台700 MW四角切圆煤粉锅炉低NOx燃烧改造前后开展了多工况炉内流动、燃烧、传热与污染物排放特性的数值模拟,模拟结果与测量值符合良好。数值模拟与实际运行结果都表明:采用M-PM低NOx燃烧器并进行深度空气分级燃烧改造后,炉内空气动力特性良好,气流不会直接冲刷水冷壁;主燃烧区处于低氧高CO浓度的强还原性气氛,可抑制NO生成并大量还原已生成NO,锅炉NOx排放显著降低,100%、75%和50%负荷下分别降低了68.8%、52.9%和56.6%;屏底烟气温度明显增加,主、再热汽温特性明显改善,温度升高达到设计值;水冷壁壁面热负荷更加均匀;尽管飞灰含碳量和CO排放浓度增加,但排烟温度降低了约10℃,排烟热损失降低大于机械和化学不完全燃烧损失增加之和,锅炉效率升高。     

空气分级对旋风燃烧液态排渣及NOx排放的影响

为了进一步论证在旋风炉中采用空气分级低氮燃烧技术的可行性,建立了旋风燃烧液态排渣模型和NO_x排放半经验公式,并在一台中试旋风炉上开展了实验研究,定量分析了空气分级对准东煤旋风燃烧时液态排渣、NO_x排放和燃尽性的影响.实验数据表明,针对不同准东煤种,为兼顾稳定液态排渣和降低氮氧化物排放,可根据容积热负荷、捕渣率和灰临界温度确定合适的空气配比方式.燃用准东天池煤时,最佳的主燃区过量空气系数为0.9,与空气未分级相比,NO_x排放可降低20%,但未完全燃烧热损失会增加0.32%.本研究将为旋风炉的设计和运行提供重要参考.     

四角布置切向燃烧锅炉炉膛内的热负荷分布

本文通过试验研究了四角布置切向燃烧锅炉炉膛内的辐射热负荷分布.试验在一小型热态试验台上进行,利用一种自制的辐射式热流计测试了炉膛内的辐射热负荷分布.试验表明,在燃烧器区域沿着炉膛宽度的热负荷分布并不对称,且随着过量空气系数的变化而变化:当过量空气系数降低时,沿着炉膛高度方向的热负荷衰减速率增加.图13表2参7     

锅炉燃烧调整对NOx排放和锅炉效率影响的试验研究

在2台典型的1025 t/h锅炉上进行了燃烧调整降低NOx排放浓度的试验研究,通过改变过量空气系数、辅助风配风方式、运行负荷和制粉系统运行方式等,测定了锅炉尾部烟道NOx排放浓度,分析了锅炉运行工况、运行方式对NOx排放的影响.结果表明:降低过量空气系数,烟煤锅炉NOx减排效果比贫煤锅炉好得多;降低负荷,烟煤锅炉的NOx排放量降低值较大;缩腰式配风的NOx排放浓度比均匀配风方式约降低10%,制粉系统的运行方式影响炉内燃料的燃烧状态和温度分布,也影响NOx的生成和排放.在不降低锅炉效率的前提下,调整燃烧工况,可降低锅炉排放NOx浓度1O%～20%.     

空气分级燃烧对降低燃油炉NO_x排放的试验研究

为了解决现有燃油炉NO_x排放超标的问题,对现有燃油炉的结构进行改造,实施了空气不分级燃烧和分级燃烧对降低NO_x排放的对比性试验。在空气不分级燃烧时,得到O2浓度是影响NO_x的重要因素,可以采用低氧燃烧来降低NO_x的浓度以满足排放要求,并得到不同负荷下低氧燃烧的过量空气系数范围;采用空气分级燃烧时,通过控制一次风α_1和二次风α_2的送入量,使燃油炉NO_x排放的浓度进一步降低以符合国家更严格的排放标准。