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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

“燃煤机组运行”专栏

来源:洁净煤技术

专栏来自于《洁净煤技术》2021年第6期,共6篇研究成果。

行业视野

煤化工

类别

26个

关键词

37位

专家

8篇

论文

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  • 作者(Author): 《洁净煤技术》

  • 作者(Author): 《洁净煤技术》

  • 作者(Author): 周亚明, 王新宇, 黄亚继, 高瑞斌, 蒋欣军, 万旭, 刘宇谦, 刘晓东, 戴维葆, 陈国庆

    摘要:为探究双切圆锅炉燃烧规律,确定其高温腐蚀发生区域,以一台1 000 MW超超临界双切圆燃煤锅炉为研究对象,采用Fluent软件模拟其炉膛燃烧运行。分析炉膛内速度场、温度场、O2、CO和NOx气体的分布,以探究双切圆锅炉的燃烧特性。结果表明:数值模拟结果与锅炉实测参数基本吻合;模拟的速度场、温度场和气体体积分数云图都存在2个对称分布的椭圆,符合双切圆锅炉的规律;温度和各气体沿高度方向截面平均体积分数分布符合低NOx燃烧方式的规律;水平烟道烟气仍存在速度偏差和温度偏差,烟气速度和温度沿炉膛宽度都呈“M”型分布,极大值都出现在炉膛宽度12和22 m处,速度偏差和温度偏差会导致对流换热器热负荷偏差,建议在锅炉改造时既可以采用增大偏差管流量或减少受热管路长度的方法,预防偏差管超温,也可以使用反切风技术,消除残留余旋;由于烟气偏斜的现象,热角上游区域CO体积分数非常大,局部超过0.1,有发生高温腐蚀的风险,建议通过改变一次风入射角度的方法,减少切圆半径以防止烟气刷墙,同时可根据实际腐蚀情况,在水冷壁加装贴壁风装置,以保护水冷壁。
  • 作者(Author): 韩平, 张东旺, 谢国威, 辛胜伟, 郑伟佳, 顾从阳, 张缦

    摘要:循环流化床(CFB)燃烧技术正朝着高参数大型化方向发展,分离器个数相应增加。采用多分离器并联布置的结构会出现气固分布不均的偏流现象,非对称结构下分离器系统的流量分配不均问题与结构非对称性有很大关系,为了解M型布置的660 MW高效超超临界CFB锅炉多分离器并联引起的气固偏流现象,采用欧拉双流体模型进行热循环回路内气固流动特性数值分析,获得了系统的压力分布、炉膛以及分离器内的气固流动特性,分析了M型布置的超超临界CFB锅炉多分离器并联引起的气固偏流形成的原因。模拟结果表明,循环流化床的循环回路整体压力分布呈现斜“8”字分布的方式,4个循环回路在炉膛内的压力分布基本一致;4个分离器间的气体流量分布较为均匀,但固体流量却呈现中间低、两边高的分布状态。这与4个出口烟窗的位置布置以及分离器的入口烟道角度、长度等设计条件有关。结构对称的分离器表现基本一致,但由于炉内气固流场的波动性,瞬时运行过程中分离器较容易处在偏流运行工况下,不利于分离工作。床料在炉膛内分布较为均匀,但炉内气固流场的波动性易造成分离器瞬时处于偏流工况下,不利于分离工作。
  • 作者(Author): 张鹏, 范浩东, 余耀, 贺建平, 杜佳军, 辛胜伟, 张缦, 杨海瑞

    摘要:为提高火电厂发电效率,适应煤炭清洁高效利用要求,煤电锅炉机组正向大容量、超临界参数方向发展。循环流化床(Circulating Fluidized Bed,CFB)锅炉具有燃料适应性广、高效脱硫、低氮氧化物排放、负荷调节范围宽等优点,近年来随着超临界技术在CFB锅炉上成功应用,使得超临界CFB锅炉技术完美融合了CFB和超临界2种技术。目前我国已成为世界上最大的超临界CFB锅炉市场,正式投入商业运营的超临界CFB锅炉已超过40台,其中350 MW超临界CFB机组成为主力机组。为应对电网深度调峰和超低排放的要求,确保CFB锅炉安全、环保、经济运行,需进一步研究不同负荷下机组运行性能。在350 MW机组上研究了不同负荷下CFB锅炉的气固流动、传热特性、锅炉效率以及污染物排放规律,结果表明:超临界CFB锅炉机组具有较好的负荷适应能力,合理的床温等参数控制为SO2、NOx污染物控制创造了有利条件,并且机组在80%~90%的负荷范围内运行时其经济性最佳,同时为了兼顾电网调峰要求,需要针对CFB锅炉炉内温度分布、负荷分配及污染物控制进行更深入研究。
  • 作者(Author): 刘同干, 刘晓东, 何利军, 戴维葆, 孔俊峰, 陈国庆, 戴家麒, 马江英

    摘要:为了研究影响单炉膛双切圆锅炉水冷壁贴壁气氛变化的因素,以某电厂超超临界1 000 MW燃煤机组单炉膛双切圆燃烧方式锅炉为研究对象,基于现场试验,通过测量不同负荷和不同运行参数下锅炉水冷壁近壁区烟气成分(O2、CO和H2S),研究机组负荷、运行氧量、分离燃尽风风量、煤粉细度等因素对水冷壁贴壁气氛中O2、CO和H2S体积分数的影响。结果表明,热角位置(2、3、5、8号角)还原性气氛较强,中高负荷下,热角位置O2体积分数基本为0,CO体积分数超过50 000×10-6,热角位置发生高温腐蚀的可能性大;低负荷下,热角位置可测量到不同浓度的O2,CO体积分数降低到30 000×10-6,仅有局部位置存在高温腐蚀的可能;随着炉膛高度的增大,贴壁气氛的还原性逐渐增强,第3层热角位置贴壁气氛还原性最强;机组负荷越高,贴壁还原性气氛越强,负荷由50% BRL向75% BRL转变过程中,热角位置贴壁气氛中O2体积分数迅速下降,CO体积分数迅速升高,还原性气氛急剧增强;适当提高运行氧量,减少燃尽风量,可以提高主燃区的过剩空气系数,贴壁气氛中CO体积分数下降,还原性强度减弱;降低煤粉细度,有利于煤粉的着火和燃烧,贴壁气氛中CO体积分数下降,可在一定程度上减弱贴壁气氛的还原性强度。燃烧调整可以缓解贴壁气氛还原性强度,并不能从根本上解决高温腐蚀问题。
  • 作者(Author): 蒙涛, 康志忠, 梁双荣

    摘要:近年来,我国大力推进燃煤发电机组超低排放改造,火电行业NOx排放得到有效控制,但尚有一批早期投运的机组在节能减排方面存在技术瓶颈。国内某电厂330 MW机组锅炉为改善炉内燃烧特性和降低SCR系统入口NOx浓度,对锅炉制粉系统、燃烧器结构和布置方式等提出了一系列改造方案。为预测改造效果,利用FLUENT软件进行了数值模拟,采用考虑详细化学反应的涡耗散概念(EDC)模型来计算伴随煤粉和气体热载体混合快速热解机理的燃烧过程,其中包含了焦炭对NO的异相还原反应。通过观察炉内流场、温度场、O2和NO的分布,分析了改造方案对锅炉炉内各量场、污染物排放的影响。模拟结果表明:制粉系统改造后细煤粉比表面积加大,快速热解反应条件充分,挥发分释放速率提高,氢组分及CO含量高,消耗氧量,减少了NO生成。改变燃烧器结构和布置方式改善了炉内空气动力场,炉内速度分布更均匀,各层旋流燃烧器出口回流区及还原区较明显,也有利于煤粉气流的着火和降低NOx的生成。改造后炉膛出口NOx排放质量浓度可由552 mg/m3下降至345 mg/m3,与改造前后现场试验数据较为接近,且趋势相符,从而验证了模拟方法的准确性和改造方案的合理性。
  • 作者(Author): 李洋, 罗林, 吴建群, 吴昊, 于敦喜

    摘要:研究燃煤机组负荷变化对颗粒物排放特性的影响规律有利于实现煤炭的清洁经济利用。某电厂1 000 MW超超临界燃煤机组运行负荷在600~900 MW时,采用低压撞击器(DLPI)对静电除尘器(ESP)前后和烟囱入口颗粒物进行采集测量。采用称重法获得颗粒物的质量浓度,采用X射线荧光探针(XRF)对其化学成分进行分析,揭示燃煤机组负荷变化对颗粒物排放特性的影响规律。结果表明,机组运行负荷变化对ESP前颗粒物的生成浓度没有影响,但负荷降低促进煤中Na、Ca和S向细颗粒物(PM10)迁移。负荷降低使矿物交互作用减弱是导致煤中矿物向PM10迁移比例增加的主要原因,将增大电厂的除尘难度。机组高负荷运行(70%以上)时,负荷变化对ESP除尘效率影响不明显,但低负荷运行时会降低ESP除尘效率。机组湿法脱硫和湿电系统(WFGD+WESP)可进一步有效脱除烟气中颗粒物。机组运行负荷降低可延长烟气在WFGD和WESP中的停留时间,减少二次携带颗粒物的生成,进一步提高WFGD+WESP的除尘效率,保证机组在不同运行负荷条件下烟囱排放颗粒物质量浓度低于10 mg/Nm3。

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