单颗粒褐煤高温烟气干燥过程数值模拟

褐煤干燥对于提高其品质具有重要意义。为了模拟高温烟气干燥这一高温差、变温差非稳态传热传质过程中褐煤内水分蒸发过程,采用有限体积法建立了一维球坐标系下蒸发界面向内迁移的单颗粒褐煤干燥数学模型,并利用该模型分析了初始烟气温度和颗粒粒径对单个褐煤颗粒干燥特性的影响。模型模拟结果与实验结果对比表明二者变化趋势一致,所建模型能较好地反映出高温烟气干燥过程中褐煤内水分蒸发过程。结果表明,初始烟气温度越高,颗粒粒径越小,蒸发界面向内迁移速度越快,水分脱除越快,干燥时间越短;蒸发界面平均迁移速度均与初始烟气温度和颗粒粒径呈线性关系;在初始烟气温度700℃下,较短的停留时间使得颗粒表面温度未达到挥发分析出温度,本研究中不同粒径褐煤颗粒在干燥过程中基本没有挥发分的析出。     

通过煤粉浓缩预热低NOx燃烧器实现高温空气燃烧技术的研究

以煤粉浓缩预热低NOx燃烧器(PRP)为例,说明了通过组织高温烟气回流快速预热低风煤比的一次风煤粉气流,可以在燃煤锅炉上实现具有高稳燃和低NOx排放性能的高温空气燃烧.工业试验和应用表明:PRP燃烧器特殊的预热室结构可以有效控制一次风粉的预热,快速加热煤粉颗粒并使之在达到燃烧器喷口时接近着火温度,因而具有优异的煤种适应性、低负荷稳燃能力和低NOx排放特性,是在燃煤锅炉上实现高温空气燃烧的一种良好的燃烧器.     

气流床气化炉水冷壁设计方案的水动力分析

对于日处理煤量700t的非熔渣-熔渣两段式气流床气化炉内采用的垂直管屏水冷壁进行了水动力稳定性分析,为新型气流床气化炉的设计提供理论依据.计算比较了φ51×6mm和φ38×6mm两种结构对水动力的影响.发现采用φ51×6mm光管会使水冷壁发生水动力不稳定现象,可以通过采用φ38×6mm光管得到改善.而水冷壁人口参数对流动稳定性没有太大影响.可以采用临界流速作为判断此类气化炉垂直水冷壁管内流动是否稳定的依据.     

循环流化床锅炉密相区内颗粒的横向扩散研究

以热粒子作为示踪粒子,用热电偶测量示踪粒子沿径向的变化,在长900mm、宽100mm、高5200mm的循环流化床密相区进行了颗粒的横向扩散的研究。循环流化床密相区内颗粒横向扩散可用一维扩散模型来描述,模型的计算结果与实验数据吻合很好。根据实验数据拟和得到颗粒的横向扩散系数Dsr,实验表明随着流化风速的增大和静止床高的增高,横向扩散系数Dsr增大;随颗粒粒径的增大,横向扩散系数Dsr减小。最后给出了以流化风速、静止床高和颗粒粒径为影响因素的横向扩散系数Dsr的经验式。     

石油焦燃烧反应活性及循环流化床燃烧实验

用热天平详细研究了某石油焦的燃烧特性,并在一台小型循环流化床实验台上进行了燃烧实验,同时还对6个煤种进行了相同的实验以便对比。结果表明,石油焦具有良好的反应活性,好于无烟煤,灯拟于贫煤。在循环流化床中燃烧时,二次风率宜在35％－50％,以达到较高的燃烧效率。研究结果为燃用石油焦的循环流化床锅炉设计提供了依据。     

粉煤循环流化床燃烧技术

双碳背景下，作为燃煤发电的重要组成部分，循环流化床(CFB)燃烧技术实现了劣质燃料的高效清洁利用，也是未来参与电网深度调峰的主力。然而，CFB锅炉在负荷调节速率、深度低负荷及低负荷下的NO_x排放控制、受热面磨损等方面还有较大改善空间。为此，提出了粉煤循环流化床(Powdered Coal-Circulating Fluidized Bed, PC-CFB)燃烧技术，将燃料粒度由传统的0～10 mm宽筛分分布缩减为0～1 mm的窄筛分分布，在低床存量下实现足够高的循环流率，通过流态调控化学反应，强化低氮燃烧需要的还原性气氛，并为延长细颗粒石灰石在炉内的停留时间提供了保证，同时改善锅炉燃烧性能。更为重要的是，由于燃料粒度降低，化学反应速度即热量释放变化速率得以提高；辅助以循环干预措施，可提高传热率的变化速度，二者综合可以改善负荷变化率。燃料粒度的变化必然导致床料粒度降低，显著改善了深度低负荷能力以及低负荷下的NO_x排放炉内控制能力。该思想得到模型验证：当燃料粒度由常规缩减到0～1 mm时，床料粒度大幅降低，稀相区物料悬浮浓度提高，循环流率提高了约...     

基于TDLAS和恒流稀释取样的磨煤机出口痕量CO体积分数在线监测技术研究

磨煤机运行参数直接影响着燃煤机组的运行安全和燃烧性能，实时在线监测磨煤机出口CO体积分数并基于监测数据进行安全预警具有重要意义。首先基于可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)和赫里奥特(Herriott)多次反射池开展波长调制-直接吸收光谱(WM-DAS)法测量精度及检测限验证实验。实验结果表明，在1～10μL/L内CO测量值与配气值一致且检测限可低至5.2×10^–3μL/L(300 s)，具有极高的灵敏度和测量精度。随后基于原理实验研制痕量CO体积分数在线测量系统，并结合烟气恒流稀释高保真预处理技术，将研制的痕量CO体积分数在线监测系统应用于火电机组磨煤机现场，采用多点轮测方式实现了单台火电机组5台磨煤机出口CO在线监测及安全预警。最后结合磨煤机出口温度等监测数据对一次风温进行调整，可在确保磨煤机安全运行基础上提高锅炉效率。     

碳中和背景下循环流化床燃烧技术在中国的发展前景

循环流化床（CFB）燃烧技术因其独特的低成本污染控制优势得到了高度重视，近年来我国在此领域的技术发展取得了长足的进步。回顾了我国CFB燃烧技术的发展历程，从最初的跟踪学习到技术创新，走出了一条适应中国国情的独立创新发展道路，先后开发出高性能CFB锅炉、节能型CFB锅炉和超低排放CFB锅炉，同时提高蒸汽参数和大型化，引领了CFB技术的国际发展。目前我国成为世界上CFB锅炉最大的设备供应商和使用者，CFB发电机组作为我国燃煤发电体系中的重要组成部分，为可靠廉价电力供应和劣质燃料消纳做出了重要贡献。碳中和条件下，煤炭作为保底能源在电力系统安全托底中不可或缺。作为低热值煤以及难燃高硫无烟煤的高效清洁发电利用的主要方式，CFB锅炉应在深度调峰和快速变负荷灵活性方面展现更大优势。结合新能源高比例消纳的调峰需求，可以开发粉煤CFB锅炉技术、探索分布式小容量高参数CFB锅炉、挖掘CFB机组0～100%负荷长周期压火与快速热态启动潜力，进一步提高CFB机组运行灵活性；在运行灵活性基础上发挥CFB锅炉燃料灵活性的优势，突破高硫无烟煤超超临界高效发电与超低排放同步实现的难题，消纳煤炭绿色开采洗选副产的劣质燃...     

CFB锅炉内物料停留时间的模型研究

提出了颗粒停留时间概念，将物料进行粒径和年龄的分档，并通过模型计算出各个粒径档的停留时间分布。推导的停留时间与用床存量除以物料给进率所得的停留时间概念上相符合，但更深刻地反映了同一粒度的物料在床内的停留时间并不相同，并以此为基础对CFB锅炉内的物料停留时间分布进行了模型计算，模型同时研究了不同运行参数对颗粒停留时间的影响。