600MW机组引风机及其进出口烟道流场研究

采用数值模拟对某600 MW机组引风机本体和全烟道系统进行对比分析。结果表明：进出口烟道在小流量工况下对引风机性能有一定影响，引风机内流场与进出口烟道流场相互影响。锅炉最大连续蒸发量(BMCR)工况下，全烟道系统的引风机内部流场特征有利于改善进口烟道流场的均匀性，但会加剧出口烟道的能量损耗、扰乱出口烟道流场。在对进出口烟道进行优化改造时，应充分考虑引风机内部流场的影响。     

燃用混煤的1000 MW旋流对冲锅炉宽负荷稳燃特性研究

针对某1000 MW旋流对冲锅炉不同负荷下炉膛燃烧不稳定的问题,对市场煤、混煤、象山煤、晋煤、煤泥和冯家川煤6种常用煤种进行了煤质分析及燃烧特性分析,并在试验锅炉上进行了高、低负荷下煤粉特性分析及稳燃特性研究.结果 表明:700～1000 MW负荷下火检信号弱的主要原因是燃用高挥发分煤的下层燃烧器缺风,增大外二次风门挡板开度后火检信号明显增强,飞灰含碳质量分数降低;400～520 MW负荷下稳燃能力不足主要是由于煤质较差、炉膛截面热负荷低、燃烧器扩锥角度小,通过制粉系统及风烟系统优化后稳燃能力提高.     

煤粉锅炉超低负荷运行的技术问题和应对措施

对我国现阶段电站煤粉锅炉在低负荷(40%额定负荷以下)及超低负荷(20%～30%额定负荷)下出现的燃烧稳定性变差、水动力安全性降低、污染物排放升高和机组经济性下降等运行技术问题和相应措施进行了分析。结果表明:采取精细化燃烧调整等相应措施后锅炉可实现超低负荷稳燃;直流锅炉在30%额定负荷以上运行时水动力较安全,随着负荷的降低,汽包锅炉水动力安全性升高,运行经济性指标大幅度降低;污染物排放应着重关注NO_x质量浓度。     

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.     

基于CNN(1D)-LSTM模型的电站锅炉SCR入口NOx浓度预测

为了解决电站锅炉操作人员依赖经验调节锅炉运行参数降低SCR入口NOx浓度，提高脱硝效果的问题，提出一种SCR入口处NOx浓度预测方法。该方法建立了基于卷积神经网络和长短期记忆神经网络的CNN(1D)-LSTM模型，通过提取锅炉在时序上的特征参数，可预测5 min后SCR入口处NOx浓度。电厂运行人员可将该模型的预测结果作为SCR入口处NOx浓度的重要参考，更加有效地调节锅炉参数进行脱硝优化。结果表明，预测3 min后SCR入口处NOx浓度LSTM模型优于CNN(1D) LSTM；预测5 min后的SCR入口浓度CNN(1D)-LSTM模型相比于LSTM模型预测精度有很大的所提高，在测试集上Emape为7.05%，取得了期望的效果。     

钢球磨煤机钢球级配和补球优化试验研究

为降低钢球磨煤机制粉单耗和研究较佳的补球规律,针对某600 MW机组双进双出钢球磨进行了煤粉等速取样、钢球筛分以及补球优化的运行试验。结果表明:根据煤粉细度和均匀性指数可以推测出钢球级配的变化;补球应将钢球平均球径控制在初始平均球径附近,且补球时应先稳住大球级配,逐步适当提高小球级配;合理的级配可以使得相同工况下煤粉均匀性指数提高至0.8以上、制粉单耗平均下降近3 k Wh/t;得到了钢球磨损量与合理补球的信号。     

1 000 MW超临界塔式锅炉垂直水冷壁内工质流动与传热特性分析

以某1 000 MW超临界塔式锅炉水冷壁垂直管圈为研究对象,根据半侧绝热、半侧变热流和Y型三通的边界条件建立三维模型,进行数值模拟。模拟结果表明:在100%BMCR工况下,垂直管圈中超临界水入口温度为718.8 K,出口温度为729.8 K。内壁面的温度和超临界水的流速会受到截面积的影响,截面减小使得内壁面温度降低,流速增加;分析了传热系数对体积比热容和轴向流速的影响,发现体积比热容和传热系数变化趋势一致,轴向流动会极大影响传热;并最终拟合出新的符合垂直水冷壁工况的Nu准则式。     

超临界W火焰锅炉水冷壁壁温及炉膛壁面热负荷特性研究

针对某600 MW超临界W火焰锅炉前墙水冷壁出现的拉裂现象,对其进行水冷壁向火面及背火面的温度测点安装,对锅炉启动过程中及600 MW负荷工况下的典型运行工况、氧含量、煤粉细度及F挡板开度影响下不同位置的水冷壁温度及壁面热负荷特性进行分析。试验结果表明,由于折焰角的存在,烟气流程靠近前墙,高负荷下前墙壁面热负荷高于后墙,且前墙36.8 m处热负荷最高,且炉膛宽达32 m,增加了水冷壁撕裂的可能性。采用"后墙压前墙"的F挡板开度,可降低前墙水冷壁热负荷,减少水冷壁撕裂的可能性。热负荷沿着炉高下降较快,以前墙为例,在36.8、44.0、48.5 m标高位置的平均无量纲热负荷分别为0.75、0.50、0.19左右。启炉过程中,背火面与向火面壁温差逐渐变大,投入煤粉后壁面热负荷逐渐增加。虽启磨时背火面壁温有短暂超温现象,但总体壁面热负荷较低,水冷壁较安全。氧含量对炉膛整体热负荷影响不大,在满负荷工况下,尾部烟道CO浓度不大的前提下建议氧含量维持在2%;煤粉变细后壁面热负荷略有下降,建议在不考虑磨煤机出力情况下采用工况8的折向挡板开度。     

添加剂对准东煤结渣和沾污特性影响的研究

在0.4 MW准东煤燃烧与沾污试验台上进行了3种不同添加剂对某准东煤燃烧时结渣、沾污特性影响的研究。结果表明:炉膛内和蛇形管前屏只存在结渣现象,结渣物是以Fe、Ca为主形成的低熔点复合盐类,而Na对结渣贡献并不占主要地位;各工况的准东煤真实灰熔点在1 100℃左右;烟温在800℃左右时受热面以沾污为主,Na_2SO_4和CaSO_4的冷凝沉积占主导;准东煤自身燃烧产生的底渣作为添加剂时缓解结渣、沾污效果不明显;添加高岭土时结渣物虽较厚但较为疏松,易于清除,说明其具有明显的减弱结渣强度的作用;以将军庙煤为添加剂时能明显减弱沾污强度。     

燃煤机组耦合氨燃料燃烧特性及经济性探讨

氨作为无碳燃料在燃煤机组上耦合燃烧可实现减污降碳,对助力我国“双碳”目标的实现具有重要意义。调研了氨作为替代燃料的优劣势、燃煤机组耦合氨的燃烧特性及相关研究的最新进展,认为在掺氨比例小于20%（热量比值,下同）时,采用合适的流速与方式将氨射入炉内相对低O2浓度、高NOx浓度区域,对炉内燃烧稳定性、炉膛出口NOx浓度与飞灰含碳量等燃烧特性的影响较小。针对某330 MW燃煤机组耦合氨燃烧开展碳排放强度和热力性能的计算,并结合“绿氨”生产成本对2种碳减排方式做经济性分析,结果表明:该机组掺氨后锅炉排烟温度有所降低,锅炉热效率略有提高;在掺氨20%时该机组年碳减排量约26.73万t,碳排放强度为719.90 g/(kW·h);在20%碳减排幅度下,考虑煤价浮动,当制“绿氨”电价低于0.10~0.18元/(kW·h)时,该机组掺氨较碳捕集与封存具有经济性优势。相关结论可为燃煤机组掺氨燃烧的研究及实践提供参考。