燃用准东煤过程中碱/碱土金属迁移规律及锅炉结渣沾污研究进展

准东煤灰分含量低、着火温度低、燃尽性能优良,是优良的动力用煤,但准东煤灰中碱/碱土金属含量高,在燃烧过程中易挥发进入气相并冷凝在受热面上从而强化锅炉的沾污、结渣过程,要实现安全、高效、洁净燃用准东煤,需对准东煤燃烧过程中矿物尤其是碱/碱土金属转化特性和灰熔融特性进行研究。对准东煤中碱/碱土金属(AAEM)赋存形态及燃用过程中AAEM的迁移转化、煤灰熔融特性、准东煤结渣、沾污机理等研究进展进行了介绍,总结了锅炉结渣、沾污关键影响因素及目前常用的防控方法。由于实验样品和条件的差异,AAEM在煤燃烧过程中的释放、转化特性及其对灰熔融特性的影响尚未有一致结论;对于AAEM释放多采用热力学平衡计算,相应的动力学模型缺乏深入研究;由于燃烧试验台实验工况与实际锅炉烟气组分、热参数等存在一定差异,燃烧试验台获得的结渣、积灰特性能否反映真实锅炉情况有待验证;实际锅炉沉积样品分析面临锅炉工况调整困难、可重复性差等问题,需对锅炉实际结渣污特性进行深入研究;锅炉设计、掺烧、参数调整等方法仅能减轻准东煤结渣、沾污等问题,为实现准东煤的安全、高效、洁净利用,仍需更加深入的研究煤灰结渣、沾污机理。应加强灰化温度、气氛等对煤热转化中AAEM的释放和转化特性影响的系统研究,进一步开展AAEM在煤热转化过程中的释放、矿物转化动力学模型研究,同时,需针对温度、气氛、煤灰组分等对准东煤结渣、沾污的影响规律开展更加细致地研究,为结渣、沾污防控提供支持。     

飞灰快速水化团聚颗粒的热态磨耗研究

利用热态磨耗实验台研究快速水化团聚颗粒在流化床中热态条件下的磨耗特征.研究表明,飞灰团聚用水量、添加剂用量和流化速度是影响飞灰团聚颗粒磨耗速率大小的关键因素.随着流化速度的降低和添加剂用量的提高,团聚颗粒的磨耗速率降低.飞灰团聚用水量在40%左右时,团聚颗粒磨耗速率最低.亦即在上述条件下团聚颗粒在流化床中停留时间相对较长,进而飞灰碳降低的幅度和自由氧化钙的利用率可能较大.     

循环灰条件下1-甲基萘催化裂解的实验研究

热解气化过程中 ,促进焦油的裂解使之转化为高热值煤气 ,对高挥发分劣质煤和生物质燃料的清洁高效利用具有重要的意义 .在固定床反应器上 ,以石英砂和两种烟煤在循环流化床锅炉上燃烧形成的循环灰为床料 ,实验研究了焦油中含量较高的 1 -甲基萘的裂解反应 ,测定了反应动力学参数 .结果表明 ,与石英砂条件下相比 ,循环灰促进了 1 -甲基萘的裂解 ,反应活化能降低 ,裂解气体的总产率提高     

分级气流床气化炉模型研究

为了研究分级和气化炉结构对气化效果的影响,结合对分级气化炉内流动、燃烧和气化反应的分析,采用小室模型建立了分级气化炉的动力学模型,考虑了气化炉结构尺寸对气化过程和结果的影响。利用建立的模型,对等径结构、颈缩结构和渐扩结构3种形式的分级气化炉进行了计算,得到温度、气体组成及其体积分数、碳转化率等参数沿气化炉炉膛的分布情况,并和连续气化的结果进行了对比。结果表明氧气的分级给入加强了气化炉内的物料混和,提高了平均温度,有利于提高气化效率;同时最高点温度有所降低,有利于和延长耐火砖使用寿命。同样运行条件下分级气化得到的有效气体体积分数要高于连续气化。     

煤焦反应活性影响因素的探讨

总结了前人在热处理对煤焦反应活性的影响方面的研究结果 ,并得到如下的结论 :热处理过程使得煤焦中碳结构排列有序化及具有催化能力的矿物质组分烧结或熔融 ,从而导致了煤焦反应活化能增加 ,反应活性下降 .煤焦反应活性可以用低温下其对氧的化学吸附量来表征 ,使用分布活化能模型能较好地考察煤焦本征反应活性在反应过程中的变化     

基于平衡常数法的Texaco气化模型

分析了Texaco气化技术的特点，建立了基于多个化学反应的平衡常数法的气化模型．在模型中，根据组分平衡、化学平衡和能量平衡，利用平衡常数法，可以由燃料性质和运行条件计算出口气体化学成分，得到了Texaco气化炉的一维模型．并通过实验数据，对模型进行了校核讨论．结果表明，模型计算值和实验值吻合得较好．     

循环流化床锅炉炉膛横向温度非均匀性模型研究

随着循环流化床锅炉不断向大型化高参数发展,炉膛截面在尺度上已远超过化工领域的循环流化床反应装置,炉膛内运行参数的横向非均匀性问题愈发突出,尤其是横向温度偏差问题,严重影响锅炉汽水系统安全和高效运行。针对300 MW亚临界三分离器循环流化床锅炉燃烧系统建立二维整体小室模型,模型以分离器为回路单元将截面划分为3个并联的小室,包括炉内气固流动模型、密相区气固横向扩散模型、稀相区气固横向扩散模型、燃烧模型及传热模型等子模型。模型计算和实炉测试结果显示,炉膛宽度方向的温度分布存在明显的不均匀性,炉膛中间小室温度高于炉膛两侧小室,并且温度偏差沿床高方向一直存在。稀相区扩散系数的取值对温度横向分布有明显影响,根据模型计算和测试数据结果比较分析,稀相区的扩散系数取值应在0. 006～0. 010 m~2/s。密相区颗粒横向混合扩散作用强烈,改变各个给煤点给煤量分配时,局部浓度变化很快被强烈的横向混合扩散作用消除,因此炉膛横向温度分布受给煤量分布变化的影响较小,与测试结果一致。导致炉膛温度偏差的主要原因是两侧小室内水冷壁面积比中间小室多,使两侧小室温度偏低,通过调整炉内屏式受热面的布置位置,可有效改善温度分布不均的问题。     

新型多重富集低NOx煤粉燃烧器的研究

对多重富集低 NOx 煤粉燃烧器的结构及特点进行了分析 ,初步阐述了这种燃烧器的低负荷稳燃和低 NOx 排放原理 ,并进行了一系列冷态模化实验 ,研究了燃烧器结构和气流等因素对这种燃烧器性能 ,即浓淡风比、阻力系数的影响 .实验结果表明 ,档块间开度对燃烧器阻力损失影响显著 ,开度增加可使燃烧器阻力损失降低 ,浓淡风比减小 ,但双档块开度过多 ,会使加粉时煤粉气流的浓淡分离效果变差 ;浓淡风比受燃烧器浓淡侧阻力平衡决定 ,为此 ,必须在浓侧设置阻力调节器 ,满足阻力特性和风量平衡的多重要求 ,根据实验结果得到了优化的燃烧器结构 .     

“燃煤电站锅炉绿色低碳转型与发展”专题特约主编寄语

<正>在“碳达峰、碳中和”背景下,煤电的使命发生了重要变化,将从主体电源向调节型电源转变,持续发挥兜底保供、调峰调频、应急备用的重要作用,燃煤电站绿色低碳化发展是实现电力行业“双碳”目标的关键环节。燃煤电站的绿色、低碳、清洁转型,对煤电技术创新和煤电高质量发展提出了新的更高要求,激发了能源行业的创新动力,将成为我国能源发展的重要特征。     

循环流化床锅炉的大型化及其耐火材料问题

循环流化床燃烧技术是目前商业化程度最好的清洁煤燃烧技术,成为燃煤锅炉的重要发展方向之一。随着技术的成熟,容量不断增加,已经从工业锅炉、中小容量电站锅炉发展到大型电站锅炉。已经成功投运若干台200～300 MW,比较可靠的设计已经达到600 MW。其运行的可靠性很大程度上取决于耐火材料的稳定性。介绍了循环流化床锅炉大型化现状、我国的循环流化床锅炉概况以及循环流化床锅炉对耐火材料的要求。