循环流化床锅炉炉膛内烟气浓度场模型计算

针对循环流化床(CFB)锅炉炉膛内可燃气体中CO体积分数较高的问题,建立了一维CFB锅炉炉膛中气体浓度场的计算模型,基于已有的燃料热解、挥发分的分布以及可燃挥发分和碳的燃烧,计算出不同燃料在CFB锅炉炉膛内一维的烟气浓度场分布,并对炉膛内CO体积分数分布与锅炉设计和运行优化的关系进行了分析与验证,结果表明,在CFB锅炉炉膛内,任何燃料均有较高的CO浓度区域存在;该模型计算结果可为CFB锅炉的设计和实验研究提供理论基础。     

600MW无烟煤超临界锅炉选型分析

为了更好地解决燃用无烟煤锅炉在选型时遇到的煤的着火、稳定燃烧和燃尽等技术问题,结合实际工程应用,对600 MW超临界W型火焰锅炉和超临界循环流化床（circulating fluidized bed,CFB）锅炉的炉型及运行性能进行了分析与比较。研究结果表明,W型火焰锅炉燃用无烟煤时燃烧性能好,但炉膛出口NO x浓度较高,同时受热面高温腐蚀问题也不容忽视;CFB锅炉燃用无烟煤时燃烧稳定、炉膛出口NO x浓度小,但燃尽性能有待提高。建议600 MW无烟煤超临界锅炉应优先选择超临界CFB锅炉,并通过合理技术途径提高其燃尽性能。     

燃用混煤的循环流化床燃烧试验研究

不同燃料在循环流化床(CFB)锅炉上表现出不同的燃烧特性，其对锅炉的设计和辅机选型乃至锅炉系统设计都有不同的要求。通过对神火电厂燃用混煤的CFB燃烧试验，分析了该煤在CFB内的燃烧特点及运行中应该注意的问题，为电厂CFB锅炉正确运行提供了依据。     

CFB锅炉燃烧生物质及RDF燃料的广谱污染物排放研究

在热功率1MW的CFB燃烧试验台上对3类生物质和垃圾衍生燃料(refuse derived fuel,RDF)成型燃料进行试烧试验,对循环流化床锅炉燃用生物质及RDF燃料时污染物的排放特性进行了研究。结果表明:试验燃料NO_x排放浓度随温度和氧量的升高而增大。随着炉膛燃烧温度的升高N₂O排放量明显降低。设计燃料在床温860℃左右时,其SO₂排放量最低,自脱硫效率最高;脱硫效率随着Ca/S的增加而升高,到一定程度后,增长的速度趋缓;设计燃料按Ca/S=1.5添加生石灰粉脱硫,炉膛平均燃烧温度为880℃左右时,脱硫效率最高。试验典型工况烟气中二恶英类以及飞灰、底渣中的二恶英含量均满足国家的排放标准要求。     

大型循环流化床锅炉启动调试试验及研究

介绍了循环流化床(CFB)锅炉本体及系统设计的主要特点,重点分析了大型循环流化床锅炉启动调试中的重要内容及所存在的问题,针对燃烧阳泉无烟煤的HG480/13.7L.MG21型CFB锅炉的调试实践,提出了风量标定、高温烘炉、蒸汽吹洗、炉膛受热面保护、返料器投入时间和方式、主燃料投入、给煤控制和床下点火燃烧器等调试优化方案。     

循环灰对CFB锅炉运行影响及循环灰量控制技术研究

虽然CFB锅炉具有燃用高灰分劣质燃料的技术优势,但高灰分燃料影响循环灰量大小,并由此对CFB锅炉的炉内燃烧、传热、磨损以及污染物的排放等产生影响。从循环灰量对CFB锅炉运行影响出发,深入研究了CFB锅炉循环灰量控制技术措施,并介绍了部分技术措施的应用情况。     

CFB锅炉燃用石油焦的实践

针对煤资源减少、石油焦可能成为主要动力燃料的趋势,介绍了石油焦的燃烧特性和国内外燃石油焦CFB锅炉的应用业绩,以及一台国产燃石油焦CFB锅炉(运用在印度VC电厂)的建设、调试和试运情况。结果表明:燃烧劣质煤的CFB锅炉经局部改进和运行优化后完全能燃烧石油焦,且各项热力指标能达到设计值,是石油焦资源化利用的一个重要方向。     

细颗粒无烟煤焦在CFB锅炉燃烧室内的燃尽特性研究

建立细颗粒无烟煤焦在CFB燃烧室的燃烧模型。模型考虑颗粒与烟气的能量交换、炉内的流体动力特性、炉膛中氧气浓度分布、分离器的分离特性和颗粒在炉内停留时间等因素的影响,能较好描述细无烟煤焦的燃烧行为,反映出CFB锅炉飞灰碳在50μm粒径档附近处出现峰值分布的特征,与工业实际运行结果吻合良好。模型求解结果表明:提高燃烧温度对于福建无烟煤细颗粒的燃尽有利,但当温度高于1000℃时,进一步提高燃烧温度对降低飞灰含碳意义不大。另外,提高过量空气系数、降低炉膛烟气流速、提高锅炉分离器分离效率等有利于细无烟煤焦的燃尽。     

超高参数二次再热循环流化床锅炉技术可行性分析

本文通过对比煤粉（PC）锅炉与循环流化床（CFB）锅炉在蒸汽参数、受热面布置、调节手段等方面的不同,发现CFB锅炉燃烧特点适合采用超高参数的二次再热技术。研究结果表明:CFB锅炉炉膛内受热面传热温压低于PC锅炉,但由于CFB锅炉炉膛内存在大量的循环物料,其高温受热面的传热系数和热负荷都高于PC锅炉;CFB锅炉炉膛燃烧均匀,其高温级受热面的汽温偏差、壁温偏差能得到很好的控制;CFB锅炉二次再热的布置方式更灵活,可以将二次再热器布置在尾部双烟道或外置床中,而且,在CFB外回路中可以布置蒸发过热器和再热器等多种受热面,这样可使炉膛高度明显降低,从而使CFB锅炉的成本降低;CFB锅炉调节手段更加灵活,在运行过程中可以通过调整炉膛内部颗粒质量浓度,再结合烟气再循环和流态重构技术对炉膛内高温受热面的热负荷和蒸汽温度进行调节。     

煤粉低温预燃低NO_x燃烧数值仿真研究

为解决煤粉低温预燃低NO_x燃烧技术整体仿真建模难的问题,采用化学动力学简化模型和三维CFD计算模型2种方法计算了预燃室出口烟气成分,并将结果作为已知值输入炉膛燃烧的CFD仿真模型中,基于已有实验参数的模拟结果与实验值的对比证明此耦合仿真计算方法可靠。为获得烟气停留时间对脱硝效率的影响规律,对4种二级主燃区长度工况(900、1 200、1 500、1 800 mm)下的燃烧情况进行模拟。结果表明,NO排放随着烟气在主燃区停留时间的增加,近似线性地减少,原因是在二级主燃区内主要靠碳烟颗粒将NO还原为N_2。本文的结论可适用于其他气体燃料作为预燃室预热燃料的情况。     

流化床锅炉燃烧中煤颗粒粒径对灰渣形成特性影响试验研究

煤颗粒特性对煤在流化床锅炉燃烧过程中灰渣的形成特性影响很大。将义马烟煤按煤颗粒的粒径和灰含量分为数个规格,在小型流化床反应炉上进行煤颗粒粒径对灰渣形成特性的试验研究。结果表明,随着灰含量的增加,煤颗粒粒径对底渣粒径分布的影响逐渐增加;随着煤粒径的增大,底渣份额降低,但降低的幅度随着灰含量的增加而减小;灰含量低的煤颗粒燃尽率与煤颗粒粒径之间没有明显的规律,灰含量高的煤颗粒燃尽率随着煤颗粒粒径的增加而降低。     

循环流化床锅炉炉内颗粒分布平衡模型

在对循环流化床锅炉炉内颗粒特性分析的基础上,提出同时以颗径和密度两参数来描述炉内颗粒特性。结合循环流化床锅炉特殊的炉内流体动力特性,建立了包括炉膛密相区和稀相区在内的循环流化床锅炉炉内宽筛分的颗粒分布模型,其中密相区假设为浓度分布均匀的湍流床,而稀相区则为和核心-边壁区的流动结构。模型同时耦合炉内颗粒所经历的爆裂、燃烧、磨损及气固分离等物理和化学过程。应用以所建的颗粒分布平衡模型为子模型的循环流化床唤炉总体数学模型模拟了一台12MW循环流化床锅炉燃用烟煤时满负荷运行的工况。计算时把炉内颗粒分为70档,其中颗粒粒径在0～8mm之间分为10档,密度在1100～2400kg/m∧3之间分为7档,模拟计算所得的炉内颗粒分布合理正确,与试验研究研究结果吻合良好,表明所建立的颗粒分布模型可以用来描述循环流化床锅炉炉内颗粒分布特性。     

常规CFB锅炉局部富氧燃烧改造研究

为探索将富氧燃烧技术应用于常规CFB锅炉的新洁净煤发电技术,以博茨瓦纳某燃煤电站带FBHE的CFB锅炉为研究模型,首先提出了模型二次风富氧燃烧局部改造方案,构建了CFB锅炉局部富氧燃烧系统图,富氧二次风的氧浓度应在25％～30％;其次提出了模型改造后的燃烧调整方式,除了富氧二次风流量,所有供风参数均采用原有的负荷曲线,并通过返料器下游的锥形阀来控制炉膛温度;最后提出了模型改造后富氧二次风流量负荷曲线的修正方法.     

循环流化床内煤粉颗粒团燃烧行为理论分析

循环流化床内的流动属于复杂不均匀的稠密两相流，大部分颗粒在流场内聚集成团，作为一个整体流体团在两相流场中运动与反应。气固之间的反应主要表现为颗粒团与气体之间的反应，因而循环流化床内煤粉的燃烧行为与其他煤粉燃烧形式有很大的区别。该文对不同情况下煤粉的燃烧行为进行了分类，建立了煤粉-物料颗粒团与氧气的异相反应模型，采用上述模型对循环流化床内的煤粉颗粒团的两相流动、反应过程进行详细的分析计算，分析了床内各部分成团效应对煤粉燃烧速率的影响，揭示了煤粉颗粒在床内的燃烧特性，对循环流化床锅炉的优化设计与运行具有重要意义。     

CFB锅炉温度场及氧量场测试与数值模拟

对某循环流化床锅炉炉内温度场及氧量场进行了测试研究,利用数值模拟软件对锅炉的燃烧过程进行了模拟。结果显示,炉膛温度沿炉膛高度分布较为均匀,锅炉设计时稀相区的温度可采用一个固定值代替,距离壁面1 m以上距离的温度变化很小且趋于恒定,锅炉设计时可以用炉膛中心温度作为设计温度;氧气浓度分布规律沿炉膛宽度方向呈近似“M”型分布,炉膛中心和壁面氧浓度低。软件模拟结果与测试结果也基本吻合。研究结果可为掌握循环流化床锅炉温度场及氧量场的基本规律、提高锅炉燃烧效率提供帮助,同时也可为大型循环流化床锅炉的设计和理论研究提供参考。     

煤粉浓度对HCN与NH3析出特性的影响

为探索煤粉浓度对含氮化合物生成与转化过程的影响机理,以连续给粉的一维沉降炉试验台为依托,在不同煤种、粒径和炉温下,对不同煤粉浓度下HCN与NH3的析出浓度进行了测试,并对HCN与NH3析出量与NOx转化率及燃尽率之间的关系进行了分析。试验结果表明：挥发分越高,煤粉粒径越小,HCN、NH3析出浓度越大。细颗粒煤粉更容易在高浓度下析出NH3,在低浓度下析出HCN,而粗颗粒煤粉情况正好相反。炉温越高,HCN析出量越低,NH3析出量越高,炉温700℃是HCN与NH3析出浓度发生显著变化的转折温度。在煤粉燃烧过程中,含氮化合物主要以HCN的形式析出。NOx转化率主要取决于NH3/HCN析出浓度比,煤粉的燃尽程度主要与HCN的析出特性有关。高浓度煤粉燃烧非常有利于抑制含氮化合物向NOx的转化。     

燃烧过程中焦炭的膨胀特性及其对颗粒物形成的影响

该文通过煤粉在沉降炉中的燃烧,研究燃烧过程中煤焦的膨胀特性及其对颗粒物形成的影响.焦炭由煤粉在氮气气氛下脱挥发分而得到,通过分析焦炭颗粒的形态和粒径分布来研究其膨胀特性.文中着重研究了焦炭颗粒形成的超微米细微颗粒物.研究结果表明：初始煤粒粒径对超微米颗粒物的影响最明显,煤颗粒越小,生成的超微米颗粒物越多;温度对超微米颗粒物的影响随反应气氛的不同而有所不同;气氛对超微米颗粒物的影响也比较显著,氧气浓度的增加会导致更多的超微米颗粒物的形成.     

复杂煤质下锅炉燃烧精细化运行技术

混煤掺烧可有效降低火电厂燃料成本,但导致锅炉入炉煤煤质多变且偏离设计煤种。如何在复杂煤质下保障锅炉安全、经济、环保运行,是火电厂亟待解决的重要问题。分析了当前锅炉燃烧涉及的制粉、配风、设计制造等环节的主要瓶颈问题,提出了从燃料输入的优化、锅炉燃烧设备优化改造、燃烧精细运行控制三个方面紧密协同优化的整体解决方案。重点研究和探讨了实现煤粉侧精细控制、炉内精细配风的关键监测及优化运行技术及发展应用现状。锅炉燃烧优化是一个复杂的系统工程,给出的方案为火电厂实施燃烧优化工程提供了必要的设计指导和参考。     

410t/h循环流化床锅炉的模块化建模与仿真

以Ｐｙｒｏｆｌｏｗ型４１０ｔ／ｈ循环流化床锅炉为参考对象,按照ＭＭＳ模块化建模原则,建立了一个循环流化床锅炉的通用数学模型。燃烧室模型采用“小室模型”,考虑了循环流化床内气、固两相流动,宽筛分煤颗粒燃烧,脱硫剂脱硫,ＮＯｘ生成与还原,宽筛分颗粒磨损,流化床传热等;采用“环—核”双区流动模型,考虑了稀相区沿径向的“环—核”内循环。通过动态模型的计算机仿真并与现场取得的数据比较表明：该循环流化床燃烧系统动态数学模型较全面、准确地反映了实际系统的动态特性,具有一定的应用价值。     

300MW循环流化床锅炉旋风分离器超温控制研究

300MW循环流化床(CFB)锅炉在低负荷(60%负荷及其以下)运行时,经常出现旋风分离器的入口烟温处于超温运行(950～990℃),严重威胁锅炉风烟燃烧系统的安全稳定运行。在CFB锅炉低负荷时通过实际运行试验研究发现,随着一次风量/率的增加,炉膛内物料的流化状态变好,煤与空气的混合更均匀,炉膛内中下部的燃烧加强,能有效降低CFB锅炉旋风分离器入口烟温。