330 MW旋流对冲锅炉低负荷运行的低NO_(x)燃烧优化

以某热电厂一台330 MW旋流对冲燃煤锅炉为研究对象,通过数值模拟分析了锅炉在150 MW低负荷运行、不同配风比下炉内的流动、传热及NO_(x)排放情况。结果表明,当二次风配比和燃尽风率增大时,NO_(x)的生成趋势并不呈线性变化,而是存在一个最低点,可得到一个NO_(x)排放值最低的最佳配风方式。为了验证该最佳工况的优化效果及实际运行的可行性,又将数值研究中的3个典型工况进行了现场实验。实验结果表明:与原运行工况相比,采用最佳配风方式的实际炉膛出口NO_(x)浓度下降20%,锅炉效率提高0.41%。该配风优化方案经济可行,为同类型工程问题提供了优化思路。

小型燃气锅炉掺烧生物质气的模拟

采用Fluent软件,模拟小型燃气锅炉掺烧生物质气对锅炉燃烧工况的影响。通过控制燃气锅炉在不同负荷下掺烧生物质气体量的百分比,分析燃烧室内火焰偏移量,烟气流动均匀程度,以及对火焰的冲击情况。同时,在保证燃烧稳定的条件下,确定科学合理的生物质气和天然气的最佳掺烧比例。模拟结果表明:一次换热管内烟气速度略有提高,速度差异降低;二次换热管出口烟气速度差异也有所下降;出口烟气温度明显下降,整体换热效果有所提高。

供热锅炉选型与经济性分析

循环流化床锅炉、煤粉工业锅炉因能效高、环保性能好,是燃煤工业锅炉的重要发展方向,为满足锅炉选型需要,从技术性能、运行维护、经济、环保等方面对两种炉型对比分析,并结合项目案例进行实践比选。项目案例表明:因所在地周边无集中制粉厂家,该案例煤粉工业锅炉需要炉前制粉,煤粉工业锅炉方案建设投资比循环流化床锅炉方案高626万元,蒸汽生产成本比循环流化床锅炉方案低33.6万元/a;由于煤粉工业锅炉附属制粉工艺安全隐患较多,因此,从经济性和安全性考虑,项目案例选用循环流化床锅炉方案。两种炉型没有绝对的优劣,循环流化床锅炉适应煤质范围宽,煤粉工业锅炉更适应周边环境要求高、自动化水平高的区域,要根据具体场景、条件,选择最适宜的炉型。

高机动车载注汽锅炉集成化设计及其相关技术

油田热采注汽锅炉作为稠油开采的专用注汽设备,在稠油热采生产中得到了广泛的应用。传统注汽锅炉结构型式和运输车辆相对落后的设计理念,限制了较大蒸发量注汽锅炉的应用,已经很难适应油田稠油开采的需要。开发具有能够实现快速移动和较大蒸发量的注汽锅炉,将会成为注汽锅炉机组的研究与创新方向之一。以燃油燃气车载注汽锅炉为研究对象,回顾国内油田注汽锅炉的应用现状和存在的问题,从注汽锅炉本体结构型式、运载车辆优化设计、车载化集成技术及大型运输车辆的安全性等方面出发,探讨高机动集成化车载注汽锅炉的相关技术问题。根据实例分析注汽锅炉的结构型式及其集成设计是实现车载化的基础,运输车辆与锅炉辅助系统的融合与优化是实现集成化的关键,运输车辆悬挂机构与隔振机构的稳定性是实现高机动集成化的基本保证,以上结果对车载注汽锅炉研制具有一定的指导意义。

600 MW超临界直流锅炉节能提效改造研究

为使某600 MW超临界直流锅炉能耗达到同类机组先进水平,针对其存在的煤粉燃烬性差、水冷壁高温腐蚀、空预器漏风率高和锅炉效率偏低等问题,结合锅炉实际提出节能提效改造方案,进行燃烧系统优化改造、贴壁风改造、二次风流场优化及空预器密封改造。改造后,机组各项性能指标得到明显改善,锅炉热效率提高1.12%,煤耗降低3.36 g/kWh。

2024年度《锅炉技术》征订启事

《锅炉技术》由上海锅炉厂有限公司主办,上海电气控股集团有限公司主管,连续9次被评为动力工程类中文核心期刊。《锅炉技术》双月刊,1970年创刊。主要报道锅炉行业的方针政策、综合评述、科研新成果、新产品、新工艺、新材料、新技术开发、老产品改进、国内外发展新动向等。基本栏目有“科研·设计·试验”、“燃料与燃烧”、“流化床锅炉”、“制造·质量·材料·标准”、“运行与改造”、“工程管理”等。欢迎从事锅炉科研、设计、制造、运行、安装、维修、教学、监督和经营等方面的工程技术人员、师生、管理人员等个人和单位订阅。

一种卧式垃圾焚烧锅炉的内框架抗侧结构

本文针对低震设防地区卧式锅炉钢架结构展开研究。传统单框架结构柱间梁少,抗侧能力弱且柱子计算长度大,柱截面大,导致结构耗钢量高。通过增加垂直支撑、内框架以及优化水平桁架等措施对结构进行优化。在实际工程应用中,这种结构取得了良好的经济效益。

燃用高碱煤锅炉受热面结焦及其防治研究概述

以准东煤为代表的高碱煤虽储量巨大,但火电机组掺烧高碱煤过程中造成锅炉受热面结焦问题突出,不仅降低锅炉热效率,而且严重威胁机组安全、稳定、经济运行。为解决结焦技术难题,促进高碱煤掺烧利用,对燃用高碱煤锅炉受热面结焦及其防治研究进行了综述。截至目前,国内外围绕燃煤锅炉受热面结焦特征、结焦机理、影响因素、防治措施等已经开展了广泛研究并取得了丰硕的研究成果。在控制燃煤质量、改善锅炉结构、优化锅炉运行等措施基础上,在锅炉受热面制备涂层成为防治结焦的重要技术途径。在未来研究过程中,涂层在具备突出抗结焦性能的同时,须兼具优良的耐高温、抗腐蚀、耐磨损、导热性、热疲劳等综合性能,且具有良好的制备经济性、制备效率,特别是现场适用性。

烟草行业锅炉自动燃烧控制策略应用研究

锅炉是一个多输入输出、强耦合、不确定时滞的复杂控制对象,加之烟草工艺使用负荷的大波动及开关特性等特殊工况,常规的控制系统和传统的控制策略很难取得理想的控制效果,必须采用当今最新DCS控制系统,集合先进控制思想、方法和已集成的专家模块,才能实现烟草燃煤锅炉的高安全、高稳定、高效率的全自动控制。烟草工艺生产使用蒸汽负荷的大波动及瞬间开关特性从而引起锅炉汽包水位、负荷大波动以及燃烧的滞后现象,为了满足生产需求保障锅炉安全稳定运行本文主要介绍锅炉控制先进策略、锅炉燃烧自动追踪控制逻辑、锅炉燃烧安全联锁控制、DeltaV控制系统软件硬件组成。

基于船舶锅炉修理的试压优化分析与实践

船舶锅炉试压检验是船舶维修的必检项目,目前锅炉的试压检验存在锅炉人孔、手孔的密封性难以保障和锅炉管泄漏定位不精准问题。针对此类问题,文章通过分析和研究,设计出一套现场镗加工工装解决锅炉人孔、手孔的密封性,设计一套检测工装用以快速定位锅炉管泄漏位置,提高了修复效率。

电厂锅炉实验虚拟仿真系统建设与应用

为开展能动专业核心课程“锅炉原理”的实验教学,校企合作开发了电厂锅炉实验虚拟仿真系统。基于两相流动与辐射对流传热原理构建的仿真系统,由风烟和汽水两大模型构成,严格遵守质量、能量、动量守恒方程。变负荷虚拟实验显示,随锅炉负荷增加,热效率降低、燃料耗量增加。根据辐射传热原理,结合火焰平均温度计算发现:只有炉膛出口烟温增加,才能保证炉膛传热负荷增加,继而抬升排烟温度,导致排烟热损失变大、锅炉热效率降低。锅炉原理实验虚拟仿真,可训练学生运用锅炉本体热力计算原理分析问题的思维,是落实创新能力培养的重要举措。

烟气再循环对350 MW CFB锅炉深调运行特性影响

为解决超临界CFB锅炉超低负荷时流化安全性及NO_(x)超低排放,引入烟气再循环技术,以某电厂超临界350 MW CFB锅炉为研究对象,搭建了循环半干法脱硫后烟气的再循环辅助调峰系统,基于运行实测数据,研究该锅炉在30%~60%负荷率下烟气再循环对平均床温、分离器入口温度、排烟温度、炉膛出口烟气NO_(x)、CO质量浓度、飞灰及底渣可燃物含量、汽水参数等运行参数的影响,试验结果表明:烟气再循环协同下,30%~60%负荷SNCR脱硝后NO_(x)最终排放小于50 mg/m^(3),30%负荷实现锅炉原始NO_(x)超低排放;床温降低15~22℃,炉膛出口烟温提高10~13℃,主再热汽温在558℃以上;随锅炉负荷降低,飞灰及底渣含碳量升高,CO质量浓度未见大幅增加;40%负荷炉膛二次风SNCR脱硝NO_(x)降幅约15 mg/m^(3);负荷上升/下降变化最小速率1.23%Pe;30%负荷及以上保持干态运行,水冷壁壁温最大偏差55℃,屏过及屏再最大壁温差分别55、47℃,均未出现壁温超温。

燃煤锅炉温度场与高温腐蚀气氛场同步在线检测装置开发及应用

燃煤锅炉主燃区燃烧场的经济性、安全性和环保性对于智慧电厂建设具有重要意义。其中,水冷壁近壁面高温腐蚀H_(2)S和CO气体浓度的实时在线监测尤为重要。为实现燃煤锅炉主燃区温度场和高温腐蚀气氛场的同步测量,基于红外热成像原理,采用Optris-PI1M小型红外热成像仪,基于LabVIEW温度实时采集应用软件,在炉膛的观察口对主燃区温度场进行连续监测。以低成本1.5μm附近的通信波段激光器作为测量高温腐蚀气体H_(2)S和CO的激光光源,并结合波长调制光谱技术和频分复用技术,以实现H_(2)S和CO气体浓度的同步检测。线性度实验表明,其线性拟合相关系数为0.9995。将研制的同步检测仪器对某300 MW四角切圆燃煤锅炉的主燃区的温度场和气氛场进行了现场应用试验。现场测试结果表明,锅炉主燃区温度主要分布范围在1300~1400℃,最高温度达到了1500℃;同时得到了锅炉主燃区的H_(2)S和CO浓度分布,H_(2)S浓度在12~125 mg/m^(3)的范围内波动,而CO浓度主要分布在10%~20%之间,最高可达22%;炉内H_(2)S和CO的浓度呈正相关,氧气浓度保持在1%以下,由于厌氧燃烧会导致两种气体的含量增加,从而造成对水冷壁近壁面的高温腐蚀。

燃煤锅炉改燃兰炭燃烧工艺及效益分析

兰炭因热值高、硫含量低的特点被广泛应用于散煤替代,燃煤锅炉改燃兰炭是实现资源合理利用、降低污染物排放和改善企业经济效益的有效途径。以河北某循环流化床锅炉改燃兰炭工程为例,燃烧系统采用掺烧灰渣的方法,解决改燃后机械未完全燃烧导致损失大和物料循环不稳定问题,确定了兰炭和灰渣的最佳掺混比为9∶1;配风系统采用控制总量并降低一次风率的方法,解决兰炭着火困难的问题,确定了最佳一次风比例为55%;换热系统采用增加锅炉尾部受热面的方法,解决因燃料热值提升较大产生的蒸汽超温和锅炉效率下降问题。改燃扩容后锅炉烟尘、SO2和NOx排放分别比原锅炉降低了73%、94%和55%,以原锅炉35 t/h的额定功率运行,每小时节约燃料成本5.51%,产吨蒸汽所需燃料成本降低6.47元。

计算机视觉的电站锅炉水冷壁缺陷检测方法

发电厂锅炉巡检可有效避免安全事故发生,针对现场巡检过程中,锅炉水冷壁巡检区域较大,部分区域检测困难问题,开发一种基于YOLOv3模型的水冷壁缺陷检测系统。无人机携带视觉采集装置,对豫能集团某电厂锅炉水冷壁进行图像采集,画面经压缩后实时无线传输到检测末端装置,采用YOLOv3算法对水冷壁数据进行分析,对模型重要参数进行调整并做出样本增广与平衡化改进处理,提高检测效果,共测出磨损、裂缝、氧化等106处失效部位,与人工检测对比,成功率达77.9%。该方法解决了在巡检区域大、部分区域检测困难问题,使大型电站锅炉在开展水冷壁检测方面实际付出的成本得到有效缩减。

大型燃煤锅炉中含Na/Cl/S组分的演变与受热面结渣倾向的数值模拟

提出了一种考虑煤中含Na/S/Cl组分多步释放、气相组分相互作用、气-固反应以及盐蒸气冷凝耦合灰颗粒黏附的结焦模型,以预测炉内受热面气态碱金属组分冷凝行为、受热面结焦风险以及炉膛出口Na/S/Cl组分分布特性。结果表明:炉膛出口气态含Na组分主要以NaO_(2)、NaCl、Na_(2)SO_(4)和NaOH形式存在;最上层燃烧器至分离燃尽风(SOFA)喷口区域、最下层燃烧器至冷灰斗转角区域的水冷壁结焦风险高;炉膛出口区域后屏过热器底部颗粒黏附位置相对集中,炉内辐射式过热器结焦速率远高于气态钠盐冷凝速率,对流受热面颗粒沉积速率约是钠盐蒸气冷凝速率的3~4倍。

W火焰锅炉SCR脱硝超低排放技术及应用

截至2021年底,全国已有超过95%的燃煤火电机组实现了氮氧化物超低排放,剩余均为燃用无烟煤的W火焰锅炉,其产生的氮氧化物质量浓度高达750~1200 mg/m^(3),实现超低排放难度大,是我国实现超低排放政策的“最后一公里”。目前,选择性催化还原(SCR)脱硝流场技术主要有“SCR分区混合动态调平技术”“全烟道断面混合流场技术”“常规精准喷氨技术”等。以某设计脱硝效率需高达95%的W火焰锅炉为例,通过计算流体力学(CFD)模拟的方式对比3种技术的性能指标,“SCR分区混合动态调平技术”的各项指标明显优于其他技术。工程改造后,在脱硝系统入口氮氧化物质量浓度为1000 mg/m^(3),出口低于50 mg/m^(3)时,可实时保持氨逃逸量小于3μL/L,远超常规SCR脱硝系统最高设计效率(93%),为W火焰锅炉氮氧化物超低排放提供了新的技术路线。

锅炉燃烧系统变分模态分解建模方法研究

建立准确的燃烧系统模型是实现锅炉燃烧优化的基础。针对现有建模方法多步预测精度不足的问题,提出一种锅炉燃烧系统变分模态分解(VMD)建模方法。该方法将传统单个模型的预测方式转换为基于数据分解的混合模型预测方式。首先,采用VMD将输出信号分解为多个规律变化的平稳序列,以降低数据的复杂度。然后,针对每个模态信号,利用在线最小二乘支持向量机算法和时间序列预测算法分别建立预测模型。最后,通过合成得到最终的预测结果。仿真结果表明,该方法有效提升了燃烧模型的单步和多步预测精度,可以为实现锅炉闭环燃烧优化控制奠定良好基础。该方法有助于解决常规燃烧系统建模方法中只关注单步预测误差而忽视多步预测误差的问题。

燃煤锅炉混氨燃烧技术研究进展

双碳背景下,在能源系统中增加可再生、低碳或零碳燃料的利用是降低燃煤机组碳排放的重要技术路径之一。氨(NH3)是一种具有发展前景的清洁能源载体和存储介质,采用氨与煤混燃的方式,降低燃煤机组碳排放,是现阶段技术的发展方向。目前全球对燃煤混氨燃烧技术的研究均处于起步阶段,对国内外混氨燃烧技术的研究进展、合成氨生产的经济性以及未来混氨燃烧技术的发展应用进行全面梳理和深入分析,助力燃煤机组碳减排和国家双碳目标的实现。

转炉锅炉管内部漏水外部处理技术研究与实施

本文阐述了转炉锅炉水管内部漏水外部处理的方案及实施过程。方案切实可行,已应用到实际检修作业中,缩短了检修时间,效果良好,延长了锅炉备件使用寿命,提高了转炉蒸汽回收量。