1000MW超超临界锅炉燃烧调整的试验研究

对某电厂1000MW燃煤锅炉进行了燃烧优化调整试验,分析了一次风配风均匀性、煤粉细度、燃烧器配风、运行中氧的体积分数以及燃尽风率对锅炉效率的影响．结果表明：对同层燃烧器外二次风采用两端和中间开度大的配风方式可以改善由于大风箱两端进风引起的沿炉膛宽度方向氧气的体积分数偏差,随着炉内氧气的体积分数增加,锅炉的热效率先提高后降低．当氧气的体积分数在3．0％左右时,锅炉热效率达到最高．随着燃尽风率的逐渐降低,锅炉热效率和NOx排放质量浓度逐渐提高．综合考虑锅炉效率、NOx排放质量浓度以及屏式过热器管壁金属温度,在额定负荷下,燃尽风率以保持在25％左右为宜,此时锅炉热效率为93．9％,NOx排放质量浓度为306．1mg／m^3．     

660MW四角切圆锅炉低氮改造后变磨煤机组合方式下燃烧特性数值模拟

利用Ansys Fluent 14.0软件对某电厂660 MW四角切圆锅炉低氮改造后变磨煤机组合方式下的燃烧特性进行了数值模拟,研究了炉内的速度场、温度场、组分场和污染物的分布,并将数值模拟结果与试验测量值进行了比较.结果表明:增加分离燃尽风(SOFA)后的温度分布较均匀,切圆形成较好,没有出现火焰贴墙现象;在燃烧器区域,不同磨煤机组合方式下,温度沿炉膛高度方向逐渐升高;在紧凑燃尽风(CCOFA)与SOFA喷嘴之间的区域,炉膛横截面平均温度沿炉膛高度方向先降低、再升高、最后降低;在SOFA喷嘴以上的区域,不同磨煤机组合方式下的炉膛横截面平均温度曲线基本重合,且沿炉膛高度方向逐渐降低;在CCOFA与SOFA喷嘴之间的区域,不同磨煤机组合方式下,NOx质量浓度沿炉膛高度方向逐渐降低,而在SOFA喷嘴以上的区域NOx质量浓度先升高后降低,但其变化幅度较缓慢;当磨煤机组合方式为ABCEF时,炉膛出口NOx平均质量浓度最高,为382.2mg/m3;当磨煤机组合方式为ABCDE时,炉膛出口NOx平均质量浓度最低,为307.4mg/m3.     

660 MW超超临界二次再热燃煤锅炉运行特性试验研究

针对某660 MW超超临界二次再热旋流燃烧锅炉投产后锅炉燃烧均衡性较差,锅炉热效率和一、二次再热汽温偏低,NO_x排放质量浓度偏高等问题,通过改变O₂体积分数、煤粉细度、一次风量、外二次风挡板开度、异层燃烧器风量分配方式、燃尽风直流风水平摆角和燃尽风量等参数对其进行了性能优化试验研究。结果表明：通过提高O₂体积分数运行和磨煤机动态分离器转速,以及合理设置外二次风配风方式、燃尽风直流风水平摆角及燃尽风风门开度,有效降低了灰、渣碳质量分数和CO排放浓度,提高了一、二次再热蒸汽温度。在各影响因素中,同层煤粉燃烧器外二次风风门开度和燃尽风直流风水平摆角的配置,对锅炉燃烧均衡性的影响至关重要;运行O₂体积分数和燃尽风量大小对NO_x排放影响最大。通过综合优化调整,锅炉性能得到明显改善,各项主要性能参数均达到或优于设计值。     

600 MW超临界直流锅炉的燃烧调整试验

试验研究了600 MW锅炉超临界压力螺旋管圈直流炉在省煤器出口氧量、炉膛风箱压差、SOFA风投运组合、CCOFA风投运组合、磨煤机投运组合、煤粉细度、偏置风开度等不同情况下对锅炉效率、NOx排放的影响.超临界600 MW锅炉在燃烧神华煤时,试验得到较为合理的运行控制方案:锅炉省煤器出口氧量维持3.2%;炉膛、风箱压差维持在850～900 Pa左右;SOFA风投3～4 层;CCOFA风投2层;一次风压在8.5 kPa左右;建议投运ABCEF磨煤机的分组运行模式;各二次风门开度均布,并根据汽温偏差设定各风门开度.     

1000MW机组锅炉氮氧化物排放影响的试验研究

基于现场燃烧调整试验方法,对某厂1台1000MW超超临界切圆燃烧锅炉NOx的排放特性及其影响因素进行了系统的分析。针对锅炉燃烧系统的运行特点,主要进行了氧量、负荷、燃尽风量(包括AA风和OFA风)、主燃烧区燃烧器风量和配风方式、磨煤机运行组合方式、燃烧器摆角、煤质等因素的试验研究。研究结果表明:对于具有先进低NOx燃烧系统的锅炉,其锅炉负荷、锅炉燃用的煤质、运行时氧量的变化和燃烧器喷口摆角及磨煤耗机组的运行方式都是锅炉NOx排放的影响因素,其中运行时氧量的变化对NOx排放影响最重,随着氧量的增加,锅炉NOx排放浓度呈线性增加。而在保持大量燃尽风实现空气分级燃烧的条件下,主燃烧区燃烧器风量和配风方式对NOx排放浓度的影响是微弱的。     

600 MW前后墙布置燃烧器锅炉的NOx排放特性及其影响因素的分析

以2台600 MW超临界机组前后墙布置燃烧器的锅炉为研究对象,采用现场燃烧调整试验方法,进行了氧量、燃烧结构参数(包括一次风速、中心风量、二、三次风风量和二次风旋流强度等)、磨煤机运行组合方式、燃尽风量、煤质变化等运行条件对锅炉NOx排放特性影响的试验研究;采用统计分析方法对各种影响因素进行了定量分析和比较.结果表明:锅炉的运行氧量、磨煤机组合投运方式变化、燃尽风量是影响锅炉NOx排放浓度的主要因素,煤质的变化也不可忽视,经比较,燃烧器结构参数变化的影响较小;通过对主要因素的控制,可以显著降低锅炉NOx排放浓度,同时实现高锅炉效率.     

不同燃烧条件下煤粉锅炉NOx排放特性的试验研究

以1台670 t/h煤粉锅炉为对象进行了热态试验,研究了煤粉锅炉在不同燃烧条件下NOx 的排放特性.采用在线烟气分析仪对烟气成分进行分析,并通过化学分析获得了飞灰中的可燃物含量.改变二次风配风方式、炉膛出口氧量、周界风风门开度以及磨煤机组合方式等影响因素,对锅炉热效率、飞灰可燃物以及NOx排放浓度进行测量和分析,获得了可减少NOx排放并保持较高燃烧效率的合理燃烧方式:采用均等配风,炉膛出口氧量为2.25%左右,周界风风门开度为15%,采用ABC层的磨煤机组合方式.     

600MW墙式燃烧锅炉氮氧化物排放浓度与主要运行因素的多元线性回归研究

以某厂600 MW超临界机组前后墙布置燃烧器锅炉为研究对象,采用现场燃烧调整试验方法,针对锅炉燃烧系统的运行特点和具体条件,进行了氧量、燃烧结构参数(包括一次风速、中心风量、二三次风风量和二次风旋流强度等)、磨煤机运行组合方式、燃尽风量和煤质变化等影响锅炉氮氧化物(NOx)排放特性的试验研究。试验结果表明:锅炉的运行氧量、磨煤机组合投运方式变化、燃尽风量和煤质变化是锅炉NOx排放浓度的主要影响因素,影响NOx排放浓度变化幅度达到14%～18%;而燃烧器结构参数的变化影响较小;通过对主要因素的控制,可以显著降低锅炉NOx排放浓度。在此基础上,应用多元线性回归方法,建立了该600 MW锅炉NOx排放浓度与主要运行因素的回归经验关系式,回归经验关系式的预测值和实测值之间的偏差大多在%10%范围内,该经验关系式可用于锅炉NOx排放浓度的在线运行控制和预测。     

前后对冲旋流燃煤锅炉CO和NO_x分布规律的试验研究

针对某电厂600MW超临界机组前后对冲燃煤锅炉CO排放质量浓度较高且局部易出现峰值、沿炉膛宽度方向左右侧偏差明显、在不同O2体积分数下变化较大的现象,通过现场试验分析了O2体积分数和燃尽风风量对CO和NOx排放质量浓度的影响,提出了降低CO排放质量浓度的调整控制措施.结果表明:该电厂前后对冲旋流燃煤锅炉的CO排放质量浓度较高是由于配风不均而造成的;关小侧燃尽风二次风挡板开度及燃尽风二次风和三次风挡板开度,有利于降低CO排放质量浓度;综合考虑CO和NOx排放质量浓度的变化趋势,运行O2体积分数为3.0%时较为合适.     

超临界四角切圆燃烧锅炉运行方式对水冷壁高温腐蚀影响的试验研究

针对某630 MW超临界四角切圆燃烧锅炉水冷壁存在的高温腐蚀问题,对水冷壁近壁面烟气成分(O2、CO及H2S)进行了测试,分析了运行O2体积分数、煤粉细度、入炉煤含硫量、紧凑燃尽风(CCOFA)风量、分离燃尽风(SOFA)风量及周界风量等因素对水冷壁高温腐蚀及NOx排放特性的影响.结果表明:高温腐蚀发生区域表现出明显的强还原性气氛;增大运行O2体积分数,同时保证风量沿炉膛高度方向上的合理分配可减弱水冷壁近壁面还原性气氛;煤粉细度对水冷壁近壁面还原性气氛的影响较小;随着入炉煤含硫量的增加,水冷壁近壁面H2S体积分数增大,O2和CO体积分数则变化不大;较小的CCOFA风量及适当的SOFA风量有利于减轻水冷壁高温腐蚀;周界风量对主燃烧区下部壁面区域还原性气氛的影响较大,运行时应适当减少周界风量.     

对冲旋流燃烧锅炉贴壁风布置方式对比研究

以对冲旋流燃烧锅炉3种主流布置方式(前后墙布置方式、两侧墙布置方式和全墙组合布置方式)贴壁风为研究对象,采用数值模拟方法,分析了加装3种布置方式贴壁风后锅炉侧墙近壁区还原性气氛、炉膛出口NOx排放质量浓度以及未燃尽碳质量分数的变化.结果 表明:虽然3种布置方式贴壁风均可提高侧墙水冷壁近壁区O2体积分数,降低H2S、CO体积分数和未燃尽碳质量分数,但各自覆盖范围存在很大差别;在贴壁风风量相同的条件下,全墙组合布置方式贴壁风可将侧墙水冷壁近壁区O2体积分数大于2.0％的区域面积扩展到总面积的83.84％,远高于其他2种布置方式下(61.38％和68.80％);加装全墙组合布置方式贴壁风后侧墙水冷壁近壁区O2体积分数平均值由0.25％升高到2.5％以上,H2S体积分数平均值降低70％以上,CO体积分数平均值约降低65 ％,锅炉效率、过热器和再热器减温水质量流量、SCR入口NOx质量浓度以及飞灰含碳质量分数等未见明显变化.     

印度雅慕那电厂1号锅炉的燃烧优化调整试验

为了既提高锅炉热效率,又确保NOx排放浓度低于650 mg/m3,采用正交试验的方法进行了锅炉的燃烧优化调整.结果表明:上层磨煤机分离器折向门开度、省煤器出口氧量、炉膛与大风箱差压以及OFA风门开度是影响锅炉热效率和NOx排放的4个关键因素.为此确定了一套最优组合方案:上层磨煤机分离器折向门开度为"6",省煤器出口氧量为3.7%,炉膛与大风箱差压为800 Pa,OFA风门开度为25%.按照这一最优组合方案进行了验证试验,结果锅炉热效率达到87.12%,NOx排放浓度为640 mg/m3.     

分离燃尽风对贫煤锅炉CO和H2S生成特性的影响

以低氮燃烧改造后的某330 MW四角切圆贫煤锅炉为研究对象,采用数值模拟研究了300 MW负荷下分离燃尽风率对炉内燃烧速度场、温度场、CO体积分数场、O2体积分数场、H2S体积分数场及炉膛出口参数的影响,并将模拟结果与试验结果进行对比分析.结果 表明:分离燃尽风率对锅炉燃烧特性以及CO、H2S的生成特性具有重要影响;随着分离燃尽风率的增大,炉膛出口CO体积分数升高,出口NOx质量浓度降低;减小分离燃尽风率有利于抑制炉内高温腐蚀和结渣的发生;综合考虑锅炉运行安全性、经济性及NOx生成特性多种因素后,燃尽风率设置为25％较为合适.     

基于灰色关联分析法的660MW对冲燃烧锅炉CO排放影响因素分析

大容量超(超)临界对冲燃煤锅炉的燃烧系统多采用炉内空气分级燃烧技术并配置低NOx旋流燃烧器,有效控制了NOx的排放,但部分锅炉存在CO排放浓度偏高的问题。采用灰色关联分析法,以某660MW超(超)临界对冲燃烧锅炉为研究对象,分析了各可控因素对锅炉CO排放的影响程度。结果表明,运行氧量、燃尽风直流风量和燃烧器内二次风量对CO排放浓度的影响较大,是其主要影响因素,相比之下,燃尽风总风量及同层燃烧器外二次风配风方式对CO排放浓度的影响并不显著。最后,从燃烧机理出发,分析了运行氧量、燃尽风直流风量和燃烧器内二次风量等主要因素对CO排放浓度的影响机理。该方法可作为锅炉相关性能建模时辅助变量的选取办法。     

基于灰色关联分析法的660MW对冲燃烧锅炉CO排放影响因素分析

大容量超(超)临界对冲燃煤锅炉的燃烧系统多采用炉内空气分级燃烧技术并配置低NOx旋流燃烧器,有效控制了NOx的排放,但部分锅炉存在CO排放浓度偏高的问题。采用灰色关联分析法,以某660MW超(超)临界对冲燃烧锅炉为研究对象,分析了各可控因素对锅炉CO排放的影响程度。结果表明,运行氧量、燃尽风直流风量和燃烧器内二次风量对CO排放浓度的影响较大,是其主要影响因素,相比之下,燃尽风总风量及同层燃烧器外二次风配风方式对CO排放浓度的影响并不显著。最后,从燃烧机理出发,分析了运行氧量、燃尽风直流风量和燃烧器内二次风量等主要因素对CO排放浓度的影响机理。该方法可作为锅炉相关性能建模时辅助变量的选取办法。     

不同负荷下变SOFA风率对低NO_x燃烧特性影响分析

SOFA(分离燃尽风)风率是决定燃尽风技术降低NOx排放浓度的关键因素。运用FLUENT(流体计算软件),对1台采用立体分级低氮燃烧技术的300 MW四角切圆燃烧锅炉炉内燃烧过程进行了数值计算,得出了300 MW、240MW、180 MW负荷SOFA风率分别为28%、20%和15%共9个工况下炉内水平截面的平均温度、组分浓度和NOx浓度随锅炉高度的变化曲线,并进行了详细分析。计算结果表明:随着SOFA风率的增大,同一机组负荷下主燃区内温度水平和平均氧浓度均有所降低,平均CO浓度升高,NOx浓度亦降低,同时煤粉颗粒的燃尽率有所减小。分析结果可为锅炉机组在不同负荷下运行时采用合理的SOFA风率以实现环保经济性运行提供一定的理论参考。     

1 000 MW超超临界锅炉燃烧优化调整对NOx排放及锅炉热效率的影响

为了控制NO_x排放,在3 100 t/h锅炉上进行了燃烧优化调整试验。通过调整二次风配风方式、主燃烧器上方的OFA风门开度、锅炉运行氧量、燃烧器与燃尽风摆角开度、燃尽风率和磨煤机的投运方式等因素,研究不同工况下炉膛出口NO_x浓度及锅炉热效率变化规律。试验表明:不同的配风方式下,束腰配风工况的锅炉热效率最高,炉膛出口NO_x排放量最低。主燃烧器上方的OFA风门开度在0%~25%之间变化时,炉膛出口NO_x浓度随着OFA风门开度的变大呈下降趋势;OFA风门开度在25%~100%之间变化时,炉膛出口NO_x浓度随着OFA风门开度的变大呈上升趋势;而OFA风门开度在0%~100%之间变化时,膛出口CO的浓度随着OFA风门开度的变大呈下降趋势。锅炉运行氧量变化对燃烧器区域火焰的平均温度影响较小,随着运行氧量的增加,锅炉热效率先升高后降低,而燃料型NO_x的生成量是随着运行氧量的增加而急剧增加的。在实际运行中,燃烧器的摆角向下倾斜,燃尽风的摆角向上倾斜能够延长火焰中心,防止主燃烧区局部高温发生,可以有效的抑制热力型NO_x的产生。在燃尽风率分别为10%、15%、20%和25%时,炉膛出口CO浓度和飞灰中的含碳量随着燃尽风率的升高而增加,炉膛出口NO_x浓度和锅炉热效率则随着燃尽风份额的增加而降低。     

不同燃尽风风量对炉内燃烧影响的数值模拟

对某电厂对冲燃烧锅炉的炉内燃烧进行了数值模拟,在锅炉实际运行工况的基础上,通过改变燃尽风风量占二次风总风量的比例,得到其对炉内温度场和NOx排放质量浓度场的影响.结果表明:从锅炉安全运行考虑,燃尽风风量占二次风总风量的比例不应超过0.30;从NOx排放质量浓度考虑,燃尽风风量占二次风总风量的比例应该控制在0.23以上;综合考虑锅炉的安全性和NOx排放质量浓度,燃尽风风量占二次风总风量的比例应该控制在0.23~0.30.     

超超临界旋流燃烧锅炉低NO_x高效燃烧试验研究

针对某厂660 MW超超临界燃煤锅炉,通过变O_2体积分数、变不同层燃烧器风量分配方式、变内二次风量、变同层燃烧器风量分配方式和变燃尽风量等试验对其进行了性能优化研究。结果表明:投产后锅炉炉渣碳质量分数和CO排放体积浓度较高,但通过高O_2体积分数运行、开大内二次风量和设置合理的外二次风配风方式及燃尽风风门开度,可有效降低炉渣碳质量分数和CO排放体积浓度,其中内二次风量的影响最大;在各影响因素中,运行O_2体积分数和燃尽风量大小对NO_x排放影响最大。通过综合优化调整,锅炉性能得到明显改善,各项主要性能参数均达到或优于设计值。     

300MW对冲燃烧锅炉NOx排放特性及经济性试验研究

针对某电厂一台300 MW前后墙对冲燃烧锅炉,通过上层停运磨通入一次风,改变磨煤机组合、机组负荷、炉膛氧量以及一次风温、一次风量等参数,研究了不同燃烧方式对NOx排放及锅炉经济性的影响,提出了锅炉高效低污染运行的合理方式。