1000MW超超临界燃煤锅炉燃烧与NO_x排放特性试验研究

为实现高效燃烧和低NOx排放,在一台1000MW对冲燃烧烟煤锅炉上进行燃烧优化调整试验,测量炉膛烟气温度分布,研究煤种、省煤器出口氧量、燃尽风量、燃烧器及燃尽风风门开度、燃烧器投运方式和负荷等因素对燃烧和NOx排放的影响规律。试验表明,省煤器出口氧量和燃尽风量对锅炉效率和NOx排放有较大影响,二者分别保持在3.0%和750t/h时运行效果较好,且利于消除屏式过热器结焦;调整同层燃烧器外二次风挡板开度可减轻沿炉膛宽度的氧量不均;燃用设计煤种、全关燃尽风喷口外二次风挡板、保持燃烧器中心风母管风门开度为50%并在满负荷时尽量停止一层上排燃烧器利于降低飞灰中碳的质量分数。调整后测得锅炉效率超过94.4%,NOx排放浓度低于300mg/m3,明显优于国内目前运行的锅炉。     

稳燃特性对1000MW超超临界锅炉NO_x排放特性影响的数值模拟

使用可实现k-ε双方程模型,对一台1 000 MW超超临界对冲旋流燃烧锅炉NOx生成特性进行数值模拟。对燃烧器拟改进结构与原始结构NOx生成特性进行对比,并对燃烧器稳燃特性增强后过量空气系数、燃尽风(After air port,AAP)与侧燃尽风(Side air port,SAP)率、燃烧器投运方式及锅炉负荷等因素对NOx排放特性的影响进行计算。计算与分析结果表明,燃烧器稳燃特性增强后炉膛温度场变化较大,无油点火燃烧器温度场变化也非常明显,锅炉NOx排放量无明显增长;同时,根据NOx沿炉高方向的变化规律,可以将炉膛沿炉高分为浓度迅速升高、浓度缓慢下降、浓度快速下降和浓度缓慢上升4个区段,AAP与SAP风率越高、过量空气系数越小,炉膛出口NOx排放越少;同等负荷条件下,投入下层燃烧器数量较多时NOx排放量明显下降。并将计算结果和改进前后试验数据进行对比,计算误差在10%以内,数值模拟结果比较准确地预测了燃烧器改进后NOx生成与排放量,为燃烧器的设计和运行提供一定的理论依据。     

火电厂锅炉低氮燃烧改造及运行优化分析

从燃烧器的选择、主燃烧器的改造、OFA喷口及二次风的设计等方面分析电厂锅炉低氮燃烧改造方案,从含氧量控制、燃烧器摆角、燃尽风等方面深入分析火电厂低氮燃烧运行优化方案。电厂进行锅炉低氮燃烧改造与运行调整优化,可切实有效地降低氮氧化物(NOx)的排放量,以保护生态环境,改善空气质量。     

煤粉锅炉低NOx燃烧器系统改造

为节能减排,提出了锅炉燃烧器系统改造项目。锅炉低氮改造后,锅炉热效率提高1%,锅炉NOx排放量大幅减少,排放浓度标准降到了220mg/m3。     

330MW神华煤锅炉燃烧优化调整试验研究

神华煤锅炉在运行过程中虽然掺烧了25%的高灰熔点煤,但仍普遍存在着排烟温度偏高、炉膛结焦等问题,锅炉经济性也有进一步提高的潜力。现针对某电站330 MW锅炉进行了优化燃烧调整试验,分析了运行氧量、负荷、煤粉细度、磨运行方式、一次风量(温)、周界风开度、燃尽风开度、配风方式、燃烧器摆角等参数对锅炉效率、结焦和NOx排放等的影响。在兼顾锅炉防结焦、高效和低NOx排放的基础上,推荐了锅炉运行方式,达到了优化锅炉运行的目标。     

中二次风水平摆角对炉内流场的影响

燃煤锅炉NOx的排放对环境的污染非常严重,发展洁净煤发电技术已经成为当务之急。针对某电厂9号炉的NOx排放量较高的问题,提出水平浓淡燃烧器和摆动中二次风相结合的方案。通过对改造后锅炉试验数据的研究,可知增大中二次风摆角对煤粉炉的影响较大。对数值模拟结果和试验研究数据进行了对比分析,两者吻合情况较好。结果表明：随着中二次风摆角增大,二次风切圆直径大于一次风切圆直径,形成“风包粉”的环境,有利于降低NOx的排放量。     

四角切圆锅炉炉内煤粉燃烧过程数值模拟

利用计算流体动力学软件PHOENICS 3.5对一台200 MW四角切圆水平浓淡燃烧煤粉炉进行数值模拟研究,采用多流体两相流动模型及煤粉燃烧综合模型,计算得出在垂直方向不同二次风风量分布的工况下,炉内各截面处的烟气温度、燃料浓度、燃烧产物组分浓度以及炉内辐射热流的分布。结果表明,在燃烧器出口处出现了高煤粉浓度和烟气高温区,并出现气固两相分离的现象,使得煤粉着火及时,燃烧器区域维持较高温度,并防止水冷壁结渣,炉内温度、炉膛出口氧量和飞灰可燃物的计算结果和试验结果相比,吻合较好。二次风分级配风工况下,下部燃烧器区烟气温度升高,但氧气推迟混入,相应位置飞灰可燃物有所增加。计算模型能够合理地模拟水平浓淡煤粉气流在大型锅炉炉膛内的燃烧过程,适用于运行工况的优化和炉内污染物的控制。     

1000 MW机组锅炉燃烧优化试验研究

1 000 MW超超临界燃煤机组是我国火电厂的发展方向,进行燃烧优化试验具有提高锅炉效率和降低NOx排放浓度的双重意义。通过炉膛氧量、配风、制粉系统运行方式等试验对某电厂1 000 MW机组进行了燃烧调整、优化,结果表明,优化后的运行方式,能有效提高锅炉效率,降低NOx排放。     

谏壁发电厂9号炉低NOx燃烧技术改造分析

详细介绍了国电谏壁发电厂9号炉为了降低锅炉烟气的氮氧化物（NOx）排放浓度,而进行的低NOx燃烧器和空气分级燃烧相结合的技术改造。运用了通用的降低NO。的生成的原理,分析了NOx排放浓度降低的原因。改造后的实践证明,氮氧化物（NOx）排放浓度得到了大幅度的降低,且锅炉的燃烧状况也得到了一定的优化。     

炉底漏风对炉内燃烧及NOx生成排放特性的影响

干式排渣系统的冷却风会影响炉内燃烧的组织,现有研究多采用现场试验的方法,研究对象多为排烟温度或锅炉效率。以一台湿渣机改干渣机的660 MW超临界机组为研究对象,采用数值模拟的方法,研究了干渣机漏风对炉内燃烧和NO_x生成排放特性的影响,对比分析了不同炉底漏风来源时,炉膛火焰中心、飞灰含碳量、NO_x排放浓度等关键参数的变化。研究结果表明,炉底漏风量为燃尽风减量的工况对于炉内燃烧影响不明显;炉底漏风量全部或部分为燃烧器二次风减量时,随着漏风量占二次风比例的增大,主燃区氧量水平、出口飞灰含碳量、NO_x排放浓度均随之增高。从冷却风量对炉内燃烧及NO_x排放特性的角度分析了干渣机不同冷却风来源对机组运行的影响,为干式排渣机设计、改造及运行提供理论指导。     

蓄热式加热炉内NOx生成的数值模拟

目前蓄热燃烧技术已经在加热炉上广泛应用,但NOx生成机理仍不很清楚。本文以鞍山热能研究院建造的蓄热式加热炉为原型,对低热值煤气蓄热燃烧过程进行了数值模拟。通过比较不同预热温度、不同空气系数、不同空气喷口倾角和不同煤气与空气喷口间距,发现当这些条件改变时,低热值煤气燃烧过程的NOx生成量也随之发生变化。     

空气分级炉膛煤粉燃烬模型及实炉试验对比

传统的炉膛分区段传热设计模型忽略了煤粉燃烬计算,适用于非空气分级燃烧。随着空气分级低NOx燃烧技术的普遍应用,在炉膛分区段传热计算中引入煤粉燃烧模型以确定沿炉膛高度燃烬分布,对于提高炉膛上部屏式或辐射受热面蒸汽温度设计准确性有较为重要的意义。建立了改进型分区段传热计算和煤粉燃烧相耦合的空气分级炉膛燃烬和传热模型,对一台空气分级低NOx燃烧锅炉进行了全负荷工况试验,采用该模型对试验工况进行燃烬和传热模拟,得到空气分级锅炉炉膛煤粉燃烧过程的物理图景以及煤粉沿炉膛高度燃尽分布,并研究了燃烧模式和表面反应动力学参数等对燃烬度分布的影响。结果表明,炉膛出口煤粉颗粒燃烬度数值解与大部分测试数据吻合较好,煤粉颗粒燃烧后期灰分引起热退火抑制效应以及炉内局部烟气含氧量分布不均匀是引起模型误差的主要因素,所建立的燃烧和传热耦合模型与传统的炉膛分区段传热模型计算量相当,适合工程应用。     

Experimental study on optimization of over-fire air in modified combustion condition with selective catalytic reduction

Recently, the use of NOx control retrofits is significantly increasing due to further tightening of regulations caused by worldwide environmental concerns. In order to reduce NOx emissions, most of the generators are equipped with SCR (Selective Catalytic Reduction) or OFA (Over-Fire Air) systems, while some generators being equipped with both systems. Here we present experimental evidence of higher boiler efficiency with efficient NOx control with consideration for influences on unburned carbon, under the condition that it should meet local and federal emissions requirements. The higher boiler efficiency has been achieved for a newly installed SCR system by optimizing OFA and reducing excess air quantity. The test was conducted over 6 months with a 500 MW coal-fired boiler. Stepwise closing of OFA dampers was carried out with and without simultaneous excess air optimization at a 500 MW nominal rating. We confirmed that our new operation leads to the following benefits: a) Reduction of UBC due to higher temperature in the furnace’s main combustion zone, b) Improved fly-ash recycling ratio, c) Reduction of spray water into re-heater due to lower temperatures in the second (upper) combustion zone, and d) Reduction of exhaust gas loss. As a result, the boiler efficiency has increased by up to 0.4% and UBC (unburned carbon) has decreased by 0.8%. In conclusion, we confirmed that our new operation mode yields better boiler efficiency for newly installed SCR systems and mixed coal firing operating conditions.     

低NOx排放的"风包粉"浓淡煤粉燃烧技术

提出了一种低ＮＯｘ排放的煤粉燃烧技术──“风包粉”浓淡煤粉燃烧技术。分析了这种技术降低ＮＯｘ排放的原理和技术措施，并指出这项技术在低ＮＯｘ排放的同时，还具有低负荷稳燃、高燃烧效率、防止结渣和防止高温腐蚀的性能。介绍了这项技术的一些试验结果和应用情况。     

适用于燃用贫煤1 025 t/h锅炉的中心给粉旋流燃烧器

提出了中心给粉旋流煤粉燃烧器,并针对某厂采用EI-DRB型燃烧器设计燃用贫煤的1 025 t/h锅炉稳燃能力差,不能燃用设计煤质的问题,进行了实验室冷态试验及锅炉冷、热态试验,得出了新型的燃烧器结构,并将下层8只燃烧器改造为新型燃烧器.试验表明,中心给粉燃烧器的回流区最大直径、长度与燃烧器最外层直径之比分别为1.40和1.89,可卷吸足够的高温烟气及时点燃煤粉,得出了外二次风叶片角度、一次风量、二次风量及三次风对燃烧器出口射流的影响规律;在实际运行参数下,EI-DRB型燃烧器没有回流区,不利于稳定燃烧.得出了二次风挡板开度和给粉机转数对燃烧器出口处温度场的影响规律.采用新型燃烧器后,锅炉效率提高,当电负荷降至140 MW时,锅炉可以不投油稳定运行,在燃用贫煤、无烟煤和贫煤的混煤时(混合比为11),锅炉在高负荷和低负荷下均可稳定运行.锅炉NOx排放下降.     

Effect of oxygen enrichment on the performance,combustion, and emission of single cylinder stationary CI engine fueled with cardanol diesel blends

We investigated the effect of intake air enrichment on the performance, combustion, and emission characteristics of a single cylinder direct-injection stationary diesel engine fueled with non- edible alternative fuel, namely, cardanol — diesel — methanol blend (B20M10). The results were compared with baseline diesel operations under standard operating conditions. The bio-fuel blend B20M10 (20% cardanol, 10% Methanol, and 70% diesel) was used as fuel and the combustion, performance, and emission characteristics were investigated by oxygen enriching of intake air with 3, 5, and 7 percentage by weight. With the increase of intake air oxygen concentration, CO, HC, and smoke were found to be decreased. But BTE and NOx emission were considerably increased. The blended fuel B20M10 with 7% oxygen enrichment of intake air was compared with diesel operation. The results show a 0.5% lesser BTE, 28% more NOx emission at full load condition. There is not much variation of smoke emission to be noticed for this fuel combination compared to diesel.     

Warp Air Clean产品特征及其减排效果研究

传统机动车研究假设发动机进气为新鲜空气,但在实际道路环境中,大量污染物会改变发动机的进气质量,从而影响燃烧。Warp Air Clean(WAC)技术通过在硅橡胶中填充碳颗粒,利用碳颗粒的导电性去除进气中的带电粒子,从而达到净化进气、改善燃烧进而减少尾气排放的目的。本研究多种材料检测技术,研究了WAC材料的基本特征,并基于实际道路测试及台架测试,验证了该技术的减排效果。研究结果表明,WAC技术能够有效地减少机动车的THC、CO、NOx和颗粒物排放。