贵州贫煤煤炭地下气化工艺参数研究

为推动煤炭地下气化(UCG)产业化发展进程,揭示高变质烟煤UCG工艺过程中物料转化的整体规律和影响因素,以贵州贫煤为例,系统探讨了不同气化剂配比下气化工艺参数的变化。通过收集梳理研究区资料,分析目标煤层煤质及煤热解动力学参数,并基于物料平衡与能量守恒理论基础,构建了物料平衡模型,对贫煤UCG工艺的参数进行了数值模拟分析,结果表明:研究区贫煤在N2气氛下热解DTG峰值温度为417.2℃,且随升温速率增加而升高,煤样的总失重率则随之降低;注水条件下,气化剂中氧气浓度的升高能够促进煤的气化反应,提高气化效率和合成气产品质量;但当氧气浓度超过80%时,煤气热值与CO的增长趋势会逐渐放缓;在纯氧-水气化工艺条件下,合成气产品有效组分达到65%,高热值为9.135MJ/m^(3)。相关成果可为贵州UCG产业化推进提供参考。

煤基费托合成油的催化氧化及对贫煤的浮选机理研究

为提升煤基费托合成油(CBFTSO)的附加值并拓宽其应用领域,以环烷酸锰为催化剂,采用催化氧化法对其开展了改性研究。在此基础上,以山西某洗煤厂的浮选入料为研究对象,通过浮选试验确定了适宜的氧化反应条件,并借助气相色谱-质谱联用分析(GC-MS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和接触角测试揭示了OCBFTSO(最佳氧化条件下的产物)与煤的作用机理。结果表明,CBFTSO的最佳氧化条件为氧化温度120℃、催化剂浓度0.1%、氧化时间12 h;在OCBFTSO、起泡剂(杂醇)用量均为50 g/t时,可获得精煤产率86.59%、精煤灰分8.64%的分选指标,与CBFTSO作捕收剂时相比,精煤产率提高了约2个百分点,精煤灰分降低了约1个百分点。机理分析结果表明,CBFTSO中的正癸烷及4-叠氮庚烷通过反应(链引发等)使OCBFTSO中出现极性基(酮基),该基团会与煤表面的C-O和O-C=O基团结合,提升煤表面的疏水性;使用OCBFTSO降低了精煤中高岭石和石英的含量,故具有良好的浮选选择性。

难浮贫煤颗粒性质及浮选优化试验研究

研究了难浮贫煤的颗粒性质,在此基础上开展了多因素浮选试验研究,明确了试验因素对浮选效果的作用规律,得到了预测精煤产率和尾煤灰分的数学模型,预测值与试验值有较好的一致性。在优化的浮选试验条件下,在精煤灰分小于11%的前提下,精煤产率和浮选完善指标分别比实际生产指标提高了2.2个百分点和1.05个百分点,较大幅度提高了浮选效果。

贫煤锅炉全烧烟煤燃烧器改造技术研究

以某600 MW超临界前后对冲燃烧方式锅炉为研究对象,该锅炉煤种由贫煤更换为低灰熔点烟煤后存在炉膛结渣严重问题,分析发现燃烧系统改造时需考虑降低燃烧器区域热负荷,防止燃烧器区域温度过高引起炉膛发生严重结渣;为防止炉膛火焰中心上移,不能过多降低燃烧器区域热负荷,否则可能引起屏式过热器结渣、再热器超温、减温水量大、稳燃能力不足等问题。在改造方案中,将其上层燃烧器整体抬高2 500 mm,中层燃烧器整体抬高500 mm;改造后,中上层燃烧器的层间距为6 742 mm,中层与下层燃烧器层间距为5 242 mm。通过燃烧器不等间距布置,在THA工况下,可大幅降低燃烧器区域壁面热负荷至1.39 MW/m^(2);机组50%负荷及以上时,主汽温度达到571℃,再热汽温达到569℃,锅炉效率大于94%,炉膛出口烟气温度为1 000℃,高温再热器进口烟气温度为984℃,均低于燃用煤种灰熔点,可以较好地预防受热面结渣和燃烧器附近结渣。省煤器出口CO体积浓度最大为180μL/L,NOx质量浓度最大为235 mg/m^(3)(N),各项参数均满足改造目标要求。

1069 t/h贫煤锅炉燃用高挥发分煤种的应用实践

为扩大某台蒸发量1 069 t/h贫煤锅炉的煤种适应范围,采用“钢球磨煤机炉烟干燥乏气/热风复合送粉技术”开展机组制粉系统、送粉系统及燃烧系统等的综合技术改造。运行结果表明:在燃用挥发分10%~50%煤种的工况下机组运行安全稳定,同时可实现不同煤种间灵活切换,机组煤种适应性与燃料灵活性大幅提升。由于高挥发分煤种燃用比例提升,显著提高了锅炉燃烧经济性。技术改造后可产生经济效益超过3 900万元/a,减少CO_(2)排放2万t/a,取得了良好的经济环保效益,可为同类机组燃料灵活性技术改造提供借鉴。

330 MW贫煤锅炉燃用100%神华烟煤数值模拟及热态调试

某电厂330 MW机组锅炉原设计煤种为平顶山贫煤,计划改烧100%神华烟煤。为提高锅炉运行的安全性和经济性,利用CFD软件对改造方案开展数值模拟计算,分析预测炉膛内的温度场、炉内结焦结渣和NO_(x)浓度排放等情况。数值计算结果表明:锅炉燃烧系统改造后,在燃用100%神华烟煤时,炉膛温度场饱满均匀,近壁处氧量相对提高,火焰温度峰值降低,NO_(x)排放大幅度降低。锅炉热态调试后,炉内未发现明显结焦情况,NO_(x)排放量为255 mg/m^(3)(标况下),飞灰含碳量小于1.40%,近水冷壁处氧量最小值为0.95%~2.01%。

新型水平浓淡风低NO_x煤粉燃烧器在贫煤锅炉的应用研究

阐述了煤粉燃烧过程中NOx的生成机理,同时介绍了水平浓淡燃烧技术的思路和低NOx排放的原理。利用一种新型的二次风喷口水平摆动的水平浓淡风煤粉燃烧器对一台300 MW燃贫煤锅炉进行技术改造,并对影响NOx排放量和飞灰可燃物含量的各种因素进行了现场试验研究。通过试验,得到了一次风速、油二次风挡板开度、二次风配风方式、二次风水平摆角、燃尽风的投运、煤粉火嘴的切换、以及炉膛出口氧量等运行参数对飞灰可燃物含量和NOx排放的影响规律。试验结果表明,水平浓淡燃烧技术能大幅度降低NOx的排放量,同时能够保持较高的燃烧效率及很强的低负荷稳燃能力。

贫煤与无烟煤混煤一维燃烧硫释放特性研究

以山东电厂常用煤种贫煤与无烟煤组成的混煤作为试验煤种，在一维煤粉燃烧试验台上研究了贫煤与无烟煤混煤的燃尽及其SO2和H2S气体沿炉膛释放特性。试验表明，贫煤与无烟煤混煤的硫析出特性与各组分单煤的煤质特性、燃烧特性及掺配比密切相关。随煤质特性和掺配比变化，SO2浓度基本介于各组分单煤之间。H2S析出规律较为复杂。

典型贫煤与无烟煤混煤配比优化实验

不同燃烧性质的燃煤在掺混后,其掺混比例对于最终混煤的着火特性、燃尽特性、结渣特性等具有显著的影响。对典型的贫煤和无烟煤进行了不同掺混比例下的灰成分分析、可磨性指数测试和磨损指数测试,利用热重分析仪获得了不同掺混比例混煤的燃烧特性曲线。随着无烟煤掺混比的增加,混煤的燃烧特性和可磨性及磨损特性单向恶化。考虑到煤价因素,贫煤和无烟煤存在一个最佳掺混比。提供了典型贫煤和无烟煤在不同掺配目的下的掺配比例优化方法。

宝钢高炉喷吹常村贫煤的工业试验

测定了常村煤工业试验中原煤的基础特性和主要成分，分析了喷吹常村贫煤工业试验前后的生产数据，研究了工业试验中煤粉在高炉内的利用率。结果表明：常村贫煤配入量为20％～40％，采用新的常村贫煤配比后，综合燃料比低于500kg／t，焦比低于300kg／t，煤比达到200kg／t的水平；高炉生产保持稳定，取得了较好的经济效益，为高炉开拓新煤种和进行经济喷煤奠定了基础。

降低300MW贫煤锅炉NO_X排放的试验研究

煤粉锅炉中影响NOX生成的因素非常复杂,主要包括煤种、炉膛形状、燃烧器结构,过剩空气系数,顶部燃尽风(OFA)及其喷嘴摆角大小、燃料风(周界风)以及在各层煤粉量分配等对NOX的影响。该文针对湘潭电厂300MW锅炉进行NOX排放特性的现场试验,找到了适合该锅炉满足高效低NOX排放的最佳运行工况,另外对三次风管进行改造。结果表明NOX排放可降至760mg/m3,即比原来降低20%左右,燃烧效率维持原有的较高水平。

大型贫煤锅炉NO_x排放特性试验研究

在一台３００ＭＷ燃用贫煤锅炉上进行ＮＯｘ排放特性研究。燃烧工况包括负荷变化、过剩空气系数变化、顶部燃尽风（ＯＦＡ）及其喷嘴摆角大小、燃料风（周界风）以及在各层煤粉喷嘴层的煤粉量分配等情况下对ＮＯｘ排放的影响。研究结果表明，当过剩空气系数变化时ＮＯｘ变化较大，说明ＮＯｘ排放对过剩空气系数的变化比较敏感。该锅炉设有顶部燃尽风喷嘴，当燃尽风量增加和倾角上摆时，ＮＯｘ降低而飞灰可燃物增加，反之亦然。另外，当下层煤粉量多而上层煤粉量少时ＮＯｘ排放较低，但该炉总的ＮＯｘ排放量偏高（在８００ｍｇ／ｍ３以上），超过了国家标准的要求。

国产50MW燃贫煤锅炉炉膛负压脉动的分析

把国产５０ＭＷ燃贫煤锅炉的炉膛看作一个瑞克型燃烧室，分析了炉膛负压脉动的成因。根据脉动燃烧的研究成果，计算了炉膛烟气负压脉动的驱动力，并应用气力输运理论对送风机电压波动驱动炉膛负压脉动作了定量分析。

无烟煤与贫煤混煤燃烧和NO_x排放特性的实验研究

利用热天平和小型煤粉燃烧实验台对无烟煤、贫煤及其三种配比混煤的燃烧特性、不同配风下NOx的生成规律和燃尽特性进行了实验研究。通过对试验数据的整理和分析,认为无烟煤与贫煤在燃烧性能上略有差异,混煤的燃烧特性介于两者之间,合适的选取过量空气系数可实现不同掺烧比无烟煤与贫煤混煤高效低NO燃烧。并针对三种掺烧比的混煤提出了其高效低污染燃烧的过量空气系数范围,为燃用上述混煤的电厂经济清洁运行提供一些参考数据。

670t/h燃贫煤锅炉NO_x排放及稳燃特性的工业试验研究

为降低一台670t/h燃用贫煤锅炉NO_x排放并提高锅炉稳燃性能,采用水平浓淡风煤粉燃烧器技术对4层一次风进行了改造。通过炉内空气动力场测量和锅炉的燃烧调整,使锅炉NO_x排放量较改前降低了37.9％。研究了不同配风方式、给粉方式及入炉总风量变化对NO_x排放量和固体未完全燃烧热损失的影响,对燃用贫煤的锅炉的运行和改造具有一定参考作用。

无烟煤与贫煤的混煤NO_x排放特性的实验研究

利用小型煤粉燃烧试验台对贫煤、无烟煤及其３种配比的混煤进行了实验研究，分析了上述煤种在不同配风下ＮＯｘ的生成规律，并对其燃尽特性进行了研究。

300MW机组贫煤锅炉改烧烟煤的研究和实践

随着煤炭市场的变化,锅炉燃用非设计煤种已经越来越普遍,如何做到在不改造燃烧器和锅炉本体条件下保证锅炉燃用烟煤的安全性和经济性是值得研究的课题。文章对具有多功能船形燃烧器和热风送粉系统的300MW机组贫煤锅炉改烧烟煤进行了理论可行性分析和实验室及现场的试验研究,结果表明:仅通过加装冷风旁路管和运行调整,实现了300MW机组贫煤锅炉安全改烧中等挥发分、不易结渣烟煤,运行性能好于原燃用贫煤或混煤,具有投资省、见效快的优点和显著的节能减排效益。

410t/h锅炉烟煤改烧贫煤燃烧器改造

采用稳燃腔煤粉燃烧器并将三次风下移等技术对湖北青山热电厂410t/h锅炉燃烧器进行改造,成功地将该炉原设计燃用烟煤改燃为贫煤,并取得了改造后55%负荷可无油稳定运行,锅炉热效率达到90%的良好效果。

循环流化床锅炉燃用贫煤和无烟煤的运行优化分析

通过运行优化,能够使循环流化床(CFB)锅炉燃用低挥发分贫煤和无烟煤的飞灰含碳量控制在10%以内。分析了贫煤循环流化床锅炉燃料粒径分布,床压和一、二次风率对飞灰含碳量的影响。在燃用低挥发分贫煤和无烟煤时,控制入炉煤中小于100μm的颗粒所占比例,采用较低的床压和增加二次风的混合可降低飞灰含碳量。

水平浓淡风煤粉燃烧技术在1025t/h贫煤锅炉上的应用

为解决青岛发电厂两台 10 2 5t/h贫煤燃烧锅炉严重的水冷壁高温腐蚀问题 ,提高其低负荷稳燃性能和降低NOx 排放的要求 ,采用摆动式水平浓淡风煤粉燃烧器对锅炉进行了技术改造。经改造后一年多的工程应用实践和多次性能试验 ,得到 :①燃烧稳定性大幅度提高 ,在燃用Vad=12 .2 1% ,Aad=2 6 .14%的贫煤时 ,可在 5 0 %负荷 (ECR工况 )下断油稳燃。②锅炉效率有较大提高 ,在 2 40～ 30 0MW负荷时的锅炉效率达 92 .9%。③锅炉炉膛原水冷壁高温腐蚀区域壁面O2≥ 2 .0 % ,高温腐蚀可以得到控制。④锅炉NOx 排放量在2 40MW～ 30 0MW负荷下为 6 2 7～ 76 8mg/Nm3(O2 =6 .0 % ) ,为国内燃用贫煤同类机组的最好水平。⑤运行一年 ,因为节煤、节油并解决了高温腐蚀问题为电厂带来的直接经济效益约 2 0 0 0万元。总的来说 ,该燃烧技术实现了针对低挥发煤种的高效、稳燃、低污染、防止结渣和防止高温腐蚀等综合效果 ,给电厂带来了巨大的经济效益。