超（超）临界燃煤发电技术发展与展望

高效燃煤发电技术一直是能源高效利用的先锋。当前主流的超（超）临界燃煤发电技术发展经历了3个阶段,技术在全球范围内逐渐成熟;在材料工业发展的支持下,朝着700 ℃等级先进超超临界技术的方向发展;并已逐步解决商业化应用的关键技术难题,迈向第 4个重要发展阶段。受制于如钢材和加工等基础工业领域的薄弱条件,中国在高效燃煤发电技术研发方面长期落后于发达国家;但经过长期追赶,当前已逐渐接近世界先进水平,且在700 ℃等级先进超超临界技术研发方面,也取得了可喜成绩。在高效燃煤发电技术应用等方面,中国近40年来发展迅猛,当前中国的煤电机组煤耗水平已达到欧洲诸国的先进水平。进一步发展材料等基础工业,从主机设备、系统布置等方面进行设计创新,仍然是高效燃煤发电技术发展的关键。     

H型翅片管阻力系数变化规律的数值模拟预测

为辅助复杂烟气流场条件下烟气冷却器管外阻力设计计算,本研究提出一种基于翅片管数值模拟的阻力系数预测方法,对不同行列数翅片管束在不同烟气来流速度下的流场进行模拟,拟合翅片管束阻力系数及其随行列数变化的趋势。结果表明:翅片管束压降主要由惯性阻力引起;随着列数的增加,管束阻力呈明显上升趋势;增加行数或列数,翅片管惯性阻力系数降低,当行数或列数大于4时,惯性阻力系数的下降趋势变缓。利用本研究提出的流场模拟方法预测翅片管束阻力系数,可较好辅助烟气冷却器阻力设计计算。     

带入口加速段的方形分离器内气固两相流动数值模拟

分离器是循环流化床锅炉的核心部件之一，其性能对锅炉的物料平衡、传热等有着重要影响。除运行工况外，结构参数决定着分离器的性能。为了研究结构参数对方形分离器性能的影响，采用雷诺应力模型(RSM)计算了不同结构参数的方形分离器内气相流场。结果表明：方形分离器内除外涡旋与内涡旋等主流外，还存在许多局部的二次流，这些二次流是影响分离器的分离效率的主要因素之一；结构参数的变化对二次流的强度及位置产生影响，进而影响分离器的分离效率。在气相流场的基础上，采用随机轨道模型计算了方形分离器内的颗粒运动轨迹，发现颗粒从入口越低的区域进入分离器，越有利于分离。     

一种研究飞灰粒径分布和磨耗的简单方法

基于对流化床燃烧条件下煤的成灰磨耗过程的分析,提出了用静床燃烧和振动筛分研究煤燃烧成灰磨耗的简化方法,以代替复杂的流化床热态实验,将该方法的实验结果与冷态流化进行比较,并进行了理论分析,表明该方法与流态化方法是完全相似的,通过这种方法可以方便地得到可靠的流化床条件下的煤燃烧成灰磨耗参数。     

循环流化床内颗粒运动与换热分析

对循环流化床锅炉床体内部贴近壁面的颗粒团运动和受力特点进行了分析,探讨颗粒团沿壁面下滑贴壁时间的计算方法,由此发展了床体内部颗粒-气体对流换热传热系数的理论计算模型和方法.与现有文献的实验数据资料比较表明,计算的结果较好地反映了实际情况.     

410 t/h煤粉炉改造为循环流化床锅炉方案设计

循环流化床燃烧技术用于煤粉炉的环保改造可以使之满足日益严格的环保要求,同时其低负荷性能、劣质燃料的适应性等具有显著的经济效益和环保效益。在详细计算和研究的基础上,提出了４１０ｔ／ｈ煤粉炉改造为循环流化床锅炉的方案。该方案充分利用原有条件,设计合理,性能可靠。     

循环流化床返料阀结构对循环流率动态响应特性的影响

循环流化床锅炉燃烧技术是一种洁净煤燃烧技术,其应对负荷变化的灵活性未来会得到更多的关注。但目前对于负荷变化的研究集中于调峰策略优化,缺乏提升CFB本身变负荷速率的影响因素研究。在CFB锅炉负荷变化时,循环流率也随之变化,并达到新的平衡态,而返料阀的结构是循环流率的重要影响因素。因此,为了研究CFB锅炉变负荷响应速率的影响因素,基于CPFD方法对某75 t/h循环流化床锅炉立管及返料阀内在循环流率变化时的流动行为进行模拟,研究不同返料阀结构对循环流率变化的响应速度。结果表明,在立管远离回料阀侧及回料阀水平横段底部存在一定的流动死区,返料阀及立管内物料仅在较小的区域内有较大的移动速度。当循环流率增加时,较小的颗粒移动区域限制了其达到更大流量平衡的时间,减弱了系统变负荷的响应速率。在松动风、流化风分别为0. 14和0. 30 m/s,循环流率从50 kg/(m~2·s)提升到60 kg/(m~2·s)时,随着水平横段长度的增加,系统响应时间先急剧减小后缓慢上升;返料阀水平横段长度与立管直径之比为3. 5时,最短响应时间为67 s。保持流化风量不变并改变松动风大小,系统响应时间随松动风量的增加而减小,但不同返料阀结构下系统响应时间的规律相似。返料阀对循环流率变化的响应速度与返料阀内的流动死区大小密切相关。     

煤矸石燃烧过程模型及其在CFB锅炉设计中的应用

为了研究热值8.374 MJ/kg煤矸石的燃烧利用情况,模型研究了煤矸石的燃烧过程,预测了不同粒径和不同煤矸石的燃尽时间及停留时间,获得了入炉煤矸石的最大直径和相应的床存量、一次风机压头要求,并在220 t/h CFB锅炉设计中运用。4 a的运行实践表明,根据模型计算确定的采用大布风板、低流化速度、大动量二次风、高效分离器等是合理的,实现了热值约为6.281 MJ/kg煤矸石的稳定燃烧和锅炉带负荷能力,入炉煤矸石热值甚至降低至3.350 MJ/kg也能稳定运行。额定负荷下运行风室风压为11 kPa,床温为890℃,分离器进出口和返料温度均在910℃左右。锅炉实际热效率79.37%,主要的热损失是底渣和排烟损失。底渣和飞灰的烧失量均小于3%。SO_2和NO_x达到排放标准,连续运行时间超过3个月。     

循环流化床锅炉燃煤的成灰和磨耗特性研究

循环流化床燃烧条件下煤的成灰磨耗特性是影响床的流化特性和锅炉整体性能的重要因素之一。把给煤在床内爆裂和燃尽引起的尺寸减损和颗粒的磨耗看成是相互独立的两个过程，利用静态燃烧然后冷态振筛的方法，可以得到成灰及磨耗参数。文章利用静态燃烧冷态振筛的方法研究了南京新苏热电厂煤样的成灰和磨耗特性，利用能量关联理论，得到了2mm振幅对应的流化风速5m／s时的流化磨耗速率常数。