油页岩半焦燃烧动力学研究

燃烧动力学是研究油页岩半焦颗粒燃烧特性的基础。利用热重分析仪对油页岩半焦进行了恒温燃烧实验研究,在排除外扩散影响的基础上,分析了燃烧温度、氧气浓度对油页岩半焦燃烧过程的影响。在实验范围内,氧气浓度和燃烧温度均能对油页岩半焦燃烧速率产生重要影响,更高的氧气浓度和燃烧温度可以加快油页岩半焦燃烧速率。结合实验结果,建立了考虑氧气浓度影响的油页岩半焦燃烧动力学模型,发现油页岩半焦燃烧速率与氧气浓度的0.97次方呈线性关系。模型计算结果与实验结果符合较好,为进一步研究油页岩半焦大颗粒燃烧特性提供了燃烧动力学基础。     

油页岩半焦燃烧动力学研究

燃烧动力学是研究油页岩半焦颗粒燃烧特性的基础。利用热重分析仪对油页岩半焦进行了恒温燃烧实验研究,在排除外扩散影响的基础上,分析了燃烧温度、氧气浓度对油页岩半焦燃烧过程的影响。在实验范围内,氧气浓度和燃烧温度均能对油页岩半焦燃烧速率产生重要影响,更高的氧气浓度和燃烧温度可以加快油页岩半焦燃烧速率。结合实验结果,建立了考虑氧气浓度影响的油页岩半焦燃烧动力学模型,发现油页岩半焦燃烧速率与氧气浓度的0.97次方呈线性关系。模型计算结果与实验结果符合较好,为进一步研究油页岩半焦大颗粒燃烧特性提供了燃烧动力学基础。     

石灰石脱硫对循环流化床锅炉现场试验中N2O排放的影响研究

以往对于石灰石脱硫过程中N₂O排放特性的研究多集中在机理和实验室研究方面,在现场进行实际测量的数据较少。为了探索现场试验中石灰石脱硫对循环流化床（CFB）中N₂O排放的影响,测量和分析了某150 MW CFB锅炉不同负荷下炉内石灰石脱硫对烟气中SO₂、N₂O和NO_x的影响规律。结果表明:投入石灰石后,SO₂排放质量浓度在短时间内从1 200 mg/m³下降到100 mg/m³以下;石灰石以一定速率给入时,N₂O排放质量浓度会一定程度地降低,这与CaO对N₂O的热催化作用相关,但NO_x排放质量浓度显著升高,呈现此消彼长趋势;随着锅炉负荷的升高,N₂O排放质量浓度整体出现下降趋势。在CFB的燃烧温度范围内,N₂O可能取代NO_x作为主要的氮氧化物污染物来源。     

超临界循环流化床锅炉深度调峰技术难点及控制策略

为进一步提高超临界循环流化床（circulating fluidized bed,CFB）锅炉机组在深度调峰过程中运行的稳定性和经济性,以某电厂350 MW超临界CFB锅炉为例,在分析机组深度调峰过程中遇到的锅炉稳燃及流化、水动力安全、汽动给水泵控制和污染物控制等一系列问题的基础上,提出了相应的控制策略和技术措施。实际运行结果表明,采用该控制策略可实现深度调峰过程中锅炉的长周期良好运行。研究结果可为同类型超临界或者超超临界CFB锅炉机组深度调峰提供参考。     

循环流化床机组低厂用电率运行分析

火力发电属于高耗能型产业,厂用电占支出成本较大比例。本文以多台亚临界300 MW及超临界350 MW循环流化床机组为分析对象,通过各电厂机组设备配置与布置的对比,分析较低厂用电率的原因。分析结果表明:以HP超临界350 MW循环流化床机组为例,其厂用电中占比最大的3项设备依次为引风机、一次风机和浆液循环泵;中低负荷下,汽动引风机相对更节能,与间接空冷组合具有多方面优势;变频离心风机低负荷节能优势显著;不同类型风机的电耗与风机运行方式相关,当风机采用入口挡板调节时,单台风机运行,电耗减少;而风机采用变频控制时,风机负荷均载并联的运行方式更节电;大灰斗设计可减少空气压缩机数量,从而达到节能效果;中高负荷下半干法脱硫工艺的系统电耗比湿法脱硫工艺低;通过流态重构,降低风室压力,可显著降低一次风机电流。本文研究结果对参与深度调峰的循环流化床机组具有参考价值。     

流化床富氧气氛对SO2排放特性的影响

为了研究富氧燃烧气氛下煤在流化床中燃烧SO2排放特性,利用小型流化床反应器,以褐煤和无烟煤为试验原料,分别在21%、29%、42%和56%O2/CO2气氛下进行了燃烧试验,探究了燃烧气氛对流化床煤燃烧中SO2排放的影响。结果表明,在O2/CO2气氛下,随着氧气浓度的提高,2种不同类型的煤在770℃燃烧后,SO2排放量逐渐升高,褐煤SO2排放量从925×10-6增加到6 526×10-6,无烟煤的SO2排放量从1 310×10-6增加到5 357×10-6。与无烟煤相比,褐煤升高趋势更为明显。氧气浓度对SO2析出速率的影响显著,在15 s甚至更短时间使得SO2析出达到更高的峰值。氧气浓度从21%增至29%时,转化S显著增加,之后随着氧浓度增加,转化S增长趋缓。从机理上解释,高氧浓度为硫化物析出提供了更充足的氧气,促进了SO2的生成,同时高氧浓度加速了挥发分和焦炭的燃烧速度,改善了煤的燃烧和燃尽特性。通过增强煤本身的自热效应,煤燃烧过程加快,促进煤中硫元素的释放,SO2排放量也相应增加。随着氧浓度的增加,褐煤的CO保持在相对稳定的水平,说明氧浓度的变化对此影响较小。褐煤挥发分高,容易出现停留时间不足,导致不充分燃烧,烟气中含有一定量CO等气体。SO2的排放除了与氧气浓度有关外,主要还与煤中含硫量有关,通常含硫量越高,煤燃烧产生的SO2越多。由于试验煤种含硫量均较高,因此SO2排放量处于较高水平,在富氧燃烧过程中,针对含硫量较高的煤种,应充分考虑SO2排放控制问题。灰分也会影响SO2排放量,SiO2和Al2O3对SO2转化为SO3的影响较小,而CaO和MgO作用明显,煤灰中Fe2O3、K2O等含量对此转化过程也有一定影响。     

湍流风况下的风电机组偏航控制系统

偏航是影响风电机组发电效率的关键因素之一,针对在变化湍流风况下机组运行过程中频繁报出偏航故障的问题进行了深入分析,对偏航控制策略进行了优化,具体措施包括对湍流风况下偏航风速区间进行划分、优化偏航启动和停止控制策略、优化低风速下偏航条件的判断,并通过长时间的试验验证,使偏航问题得到彻底解决.     

循环流化床锅炉负荷快速调节技术现状及发展趋势

在碳达峰、碳中和目标背景下，我国正加快构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统，目前煤电正是消纳可再生能源大规模并网的最经济调节电源。循环流化床锅炉机组因自身天然优势在煤电深度灵活调峰中担任重要角色，但其独特的结构和运行方式导致变负荷速率偏低，消纳高比例新能源并网的能力亟待提高。分析了制约循环流化床锅炉变负荷速率的影响因素，包括气固两相流动的惯性、炉侧水侧传热的惯性、固体颗粒燃烧的惯性、水动力安全性、机炉动态匹配问题等，并解释了产生惯性的物理机制。归纳了提高循环流化床机组快速变负荷能力的关键技术，通过加快流动参数、提高传热系数、减小炉侧热容、增强炉侧水侧间的传热、强化燃烧反应、优化控制策略等方法，考虑工业尺寸锅炉的可行性，提出了一套综合优化技术方案，即“智能吞吐”系统的设想。在1台135 MW循环流化床锅炉上进行验证，结果表明，锅炉平均变负荷变化率可提升16%,最大负荷变化率短时间内可持续达到4%/min左右。在此基础上，对宽负荷灵活运行的循环流化床锅炉机组的设计思路进行展望，用数据驱动热力系统动态模型，融合创新技术的热力系统多时空匹配运行技术，构建“三自一体”的先进协同控制系统，并参考成...