世界首台600 MW超临界循环流化床锅炉机组超低排放改造

从技术成熟度和技术经济性方面,论证了600 MW超临界CFB锅炉机组超低排放改造技术路线:炉内采用高效脱硫和低氮燃烧,炉外选择性非催化还原(SNCR)脱硝技术和半干法脱硫除尘一体化工艺。该技术路线投资和运行经济性较好,可适应未来环保发展趋势;炉外半干法脱硫除尘系统采用并联式双塔设计,属于国内首创,同时设置预电除尘器和布袋除尘器;通过数值模拟验证了塔内气固流动状态下的脱硫过程及效果,优化了单双塔切换控制及炉内炉外协同脱硫运行方式,进一步提高了锅炉运行经济性。研究结果可为我国正在研发的660 MW超超临界循环流化床锅炉机组超低排放技术路线选取提供参考。

大型循环流化床锅炉变负荷运行时给煤延迟特性研究

目前国内设计有侧墙、后墙给煤系统的大型循环流化床(CFB)锅炉在实际运行过程中普遍存在着给煤延迟与给煤不均匀的突出问题。通过对大型CFB锅炉机组给煤延迟问题和现存给煤系统运行特点的分析,提出了大型CFB锅炉给煤线路给煤延迟问题量化计算方法,并针对某超临界600 MW CFB锅炉给煤线路案例进行计算,获得了宽负荷快速调峰工况下给煤线路的给煤延迟特性。计算结果表明:给煤延迟问题在大型CFB锅炉机组的变负荷运行过程中普遍存在,均会导致一定程度的给煤不均情况;机组变负荷幅度、变负荷速率以及单给煤线路上给煤口数量均与给煤延迟问题的严重程度成正相关关系。计算方法与分析结果可为大型CFB锅炉给煤线路适应宽负荷快速调峰运行提供设计依据和技术参考。

大型循环流化床引风机动叶与变频器协调控制

实施背景我厂600MW流化床机组于2020年进行了超低排放改造工作,在工程最后阶段,由于各种原因设计方和组态调试方未给出我厂变频器动叶与变频控制的协调控制方案。我厂组织试验研究,确定方案,由我进行逻辑组态及调试。大型循环流化床引风机动叶与变频器协调控制,此种控制方式控制的被调量较多,可以控制炉膛负压,可以控制脱硫塔入口负压,可以控制脱硫塔出口负压.

循环流化床锅炉掺烧低热值煤运行分析及解决措施研究

某电厂低热煤发电机组燃用煤种不符合政策要求,因此进行低热值煤种掺烧,掺烧后运行发现,存在NO x排放超标、流化不均带来排渣不畅、排渣系统连续高负荷运行等问题。文章通过热态试验研究分析低热值煤种掺烧后存在运行问题的原因,并根据原因提出了相关解决措施,为保证该机组燃用低热值煤种后安全环保运行提供技术借鉴。

循环流化床锅炉石灰石控制研究

针对循环流化床(CFB)锅炉在燃烧过程中脱硫的滞后性和不稳定性,构造了一种CFB锅炉特有的"活性石灰石"状态监测模型,提出一种基于"活性石灰石"平衡的n(Ca)/n(S)优化配比方法,基于计算给煤量、送风量和炉内活性石灰石质量构造了SO2质量浓度预测模型,并利用600MW超临界CFB锅炉的实际运行数据进行了仿真实验.结果表明:仿真计算结果验证了所构造模型的有效性,基于该模型优化的n(Ca)/n(S)提高了SO2质量浓度的稳定性.

超临界600 MW循环流化床锅炉燃用不同煤种燃烧特性及排放特性试验

在超临界600 MW循环流化床(CFB)锅炉上,对锅炉燃用不同煤质时的燃烧特性、排放特性和适应性进行了研究。结果表明:锅炉主辅机系统具有良好的煤种适应特性;锅炉燃用不同试验煤种均具有较高的燃烧效率,纯烧神华烟煤最高,为97.94%,纯烧设计煤最低,为94.76%,掺烧煤介于两者之间;锅炉采用炉内干法脱硫工艺,脱硫效率最高98.2%,最低94.8%,各试验工况SO2排放值均低于300 mg/m3,NOx排放值均低于200 mg/m3,满足现阶段污染物排放要求;点火试验表明设计煤的着火温度为430℃,着火温度中等。

基于返料灰温偏差的600MW(e)循环流化床锅炉内气固不均匀分布

亚临界循环流化床锅炉和超临界循环流化床锅炉均采用多个并联分离器分离烟气中的灰颗粒,而这种布置往往造成气固两相在并联分离器内的分布不均匀。文中分析了600MW(e)循环流化床锅炉内不同返料阀内返料灰温,比较不同位置的灰温随锅炉负荷的变化。采用灰温分布表征气固两相在并联分离器内的不均匀分布。研究发现,600MW(e)循环流化床锅炉内气固流动不均匀主要集中在同侧墙的3个分离器内。通过同侧墙3个分离器的返料灰的温度明显不同,而通过不同墙同位置分离器的返料灰的温差较小。进一步分析发现,后墙集气箱的布置方式使得各个并联分离器的压力出口不同,导致各个并联分离器的压降不同,进而导致各个分离器内气固流量不同。

600MW超临界循环流化床锅炉控制系统研究

超临界600 MW循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)机组具有更复杂的锅炉特性,因此超临界循环流化床机组的控制系统对于锅炉的安全与稳定运行具有重要的意义,其中控制策略是控制系统的核心与难点。CFB炉膛内存储的即燃碳燃烧是CFB锅炉燃烧发热量的主导因素,是造成CFB锅炉燃烧比煤粉炉滞后的主要原因。文中通过机理分析构造CFB锅炉的即燃碳模型,估算了某台600 MW超临界CFB锅炉炉膛内即燃碳量。将该状态量应用于锅炉的给煤控制、给水控制、送风控制系统中,提高了机组负荷的动态响应特性,稳定机组的主蒸汽压力、主蒸汽温度等参数。实践验证了所提控制策略和所构造模型的有效性。

裤衩腿结构循环流化床锅炉热量与残碳量的研究

针对循环流化床锅炉热量信号的滞后性,提出一种利用燃烧过程的易测信号来计算锅炉残碳量和热量的方法.首先将循环流化床锅炉燃烧系统分为密相区、稀相区和绝热旋风分离器区,基于物料质量平衡和热量平衡模型,计算出绝热旋风分离器区的燃烧份额.然后通过机理分析建立残碳量模型,根据残碳量和风量构造热量模型,基于某300MW循环流化床锅炉的试验数据,利用扩展Kalman滤波技术对285MW和200MW负荷下炉内的残碳量和热量进行估算,并与文献的计算结果进行对比分析.结果表明:该方法计算结果与文献中计算结果基本吻合,验证了该模型的正确性.

引进300MW循环流化床锅炉后燃特性试验研究

利用自制的取样装置对引进300 MW循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉外循环回路的烟气成分进行现场测试,研究了锅炉外循环回路中旋风分离器和外置式换热器的燃烧特性,结果表明:引进300 MW CFB锅炉的外循环回路存在显著的后燃现象,且后燃主要集中在旋风分离器上。分离器出口烟气温升可达135℃,分离器耗氧量占整个锅炉燃烧过程耗氧量的12%左右。外置式换热器内存在燃烧现象,且不同功能的外置式换热器的燃烧特性有着较大差异,用于调节炉温的外置式换热器耗氧量可达用于调节再热汽温的外置式换热器耗氧量的2倍。研究结果可为新锅炉的设计提供参考。

循环流化床锅炉生物质与煤混烧积灰腐蚀试验

将3种不同金属管材样品环的气冷腐蚀探头置于某生物质与煤混烧的75t/h循环流化床(CFB)锅炉尾部烟道低温过热器前,通过空气冷却模拟过热器的管壁温度,获得3种混烧比例工况下(持续时间24h)3种管材的积灰样品。利用扫描电子显微镜分析积灰的理化特性,探讨混烧比例和材料种类对积灰腐蚀的影响规律。结果表明:在测试工况下,样品环迎风面不存在明显积灰现象,而背风面积灰明显,且随着材料的不同而有所不同,但未发现明显腐蚀或金属磨损,表明碱金属含量相对较低的生物质与煤混烧并不会造成严重积灰及腐蚀。

循环流化床一、二次风管网特性及风机选型研究

通过分析循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉一、二次风的管网特性,并结合电站CFB锅炉的运行参数,对大型CFB锅炉一、二次风机的选型进行了研究。结果表明:CFB锅炉一次风所需最大风量与最高压头不在同一工作点上,具有与煤粉锅炉一次风完全不同的管网特性。CFB锅炉二次风的管网特性与煤粉锅炉二次风的管网特性类似,不同之处在于其管网阻力中增加了由炉内颗粒浓度产生的压降;CFB锅炉一次风机选型时应使管网特性曲线完全落在风机的性能曲线内,并采用能耗较低的变速调节或入口导叶调节。CFB锅炉二次风机选型原则与普通离心风机选型原则类似,但应估计出由颗粒浓度所产生压降的大小,对300 MW CFB机组来说,其值在5.5～7.5 kPa范围内。

300MW循环流化床锅炉石灰石输送系统存在问题及改造

四川白马循环流化床(CFB)示范电站300MW CFB锅炉石灰石输送系统存在出力不足、管道堵塞和磨损等问题,分析了造成这些问题的原因。通过提高管线的输送能力,以及重新布置输送线管道及阀门等措施,使上述问题得以解决。

600MWe超临界循环流化床锅炉的运行特性

白马600 MWe超临界循环流化床锅炉是我国第一台超临界循环流化床锅炉,也是世界上在役运行最大容量的循环流化床锅炉。分析了该锅炉炉内温度分布、主蒸汽参数以及污染物排放随负荷的变化。研究发现,炉内温度沿高度方向分布呈现出两头高、中间低的特点,且密相区温度不随负荷的变化而变化,而稀相区温度随负荷的增大而升高。在锅炉的滑压运行范围内,锅炉的主蒸汽温度稳定在570℃左右,而主蒸汽压力随负荷的增大而增大。当负荷低于495 MPa时,锅炉处于亚临界状态运行。主要污染物的排放随负荷的变化呈现出不同的特点。SO_2的排放浓度随负荷的增大先减小后增大,NO_x的排放浓度随负荷的增大有轻微地增大,而颗粒物的排放浓度随负荷的增大显著地降低。

300MW循环流化床锅炉床温控制系统

床温自动控制是循环流化床(CFB)锅炉稳定、经济运行的关键。白马示范电站从法国ALSTOM公司引进的国内首台300 MWCFB锅炉机组,其床温利用外置床灰控阀进行控制。在机组试运行期间,根据现场实际,对床温测点的布置进行了优化,调整了中、下层床温测点的位置,修改了原设计控制方案中对PI调节器的不合理限制逻辑,调整了PI调节器的参数,延长了灰控阀的振荡周期。实践证明,投入床温自动控制后,床温波动幅度能控制在50℃内,为协调控制系统的投入打下了良好的基础。

300MW循环流化床锅炉气力输灰系统存在问题及改造方案

四川白马循环流化床示范电站300 MW CFB锅炉飞灰气力输送系统存在管道堵塞、前后电场出力无备用和阀门频繁损坏等问题,对此,提出了改变省煤器与一电场连接方式,增大飞灰气力输送管管径,在进气阀和逆止阀之间加装"n"型连通管,将透气阀和气囊式圆顶阀更换为陶瓷双面闸板阀等改进措施。改造后,系统出力显著提高,运行可靠性明显增加,效果良好。

300MW循环流化床锅炉翻床现象及处理方法

分析了白马循环流化床(CFB)示范电站有限公司300 MW CFB锅炉翻床的原因,提出了一次风流量和一次风压力自动调节的控制方案。一次风系统投入自动运行后,两侧双支腿床压之差基本能控制在2.5 kPa,有效避免了锅炉翻床现象的发生。

三相循环流化床反应器氨法吸收CO_2的可行性分析

气液固三相流化床技术广泛应用在石油化工、环境工程和生物化工等领域,与传统的三相流化床相比,气液固三相循环流化床反应器具备操作简单、相间接触面积大、气液混合均匀、传热传质效果好和温度易于控制等优点,其在以氨水等碱性溶液为吸收剂分离燃煤电厂烟气中CO2的工艺中具有重大的应用潜力。在三相循环流化床实验研究的基础上,采用Aspen Plus软件,对以三相循环流化床为反应器的氨法脱碳工艺进行了模拟和分析,对其工艺可行性进行了探讨。

600 MW超临界循环流化床锅炉运行优化试验研究

在600 MW超临界循环流化床(CFB)锅炉上完成了一系列试验.试验包括60 m高CFB冷模试验、600 MW超临界CFB锅炉炉内(包括外循环系统)燃烧与传热均匀性试验以及水冷壁传热特性试验,分别研究了60 m高CFB冷模试验提升管内气固浓度分布、给煤均匀性对600 MW超临界CFB锅炉炉膛出口烟气成分均匀性的影响、二次风射程随负荷变化规律;分析了100%负荷下600 MW超临界CFB锅炉水冷壁汽水温度分布特性,并通过水冷壁背火侧壁温分析了水冷壁壁面气固流动特性、热流密度特性.通过这些试验研究发现炉膛上部(距布风板40 m以上)气固浓度随着炉膛高度的增加仅轻微增加;炉膛底部风煤混合对炉膛出口的烟气成分有强烈影响;通过测量水冷壁背火侧壁温可以分析获得炉内水冷壁壁面附近多项热力参数.

300 MW循环流化床锅炉主汽温控制系统优化调试

法国ALSTOM公司设计的300 MW循环流化床(CFB)锅炉汽水系统流程复杂,主汽温自动控制是一个难点。在白马示范电站引进的国内首台此类型CFB锅炉机组试运行期间,采用常规串级PID调节方案控制主汽温不能取得满意的效果。针对主汽温大纯滞后、外部扰动频繁的动态特性,设计了状态变量控制和常规PID相结合的控制方案,在前馈回路增加了惯性环节,调整了PID调节器的参数。实践证明:主汽温自动控制经优化调试后,在30%的负荷变动及锅炉蒸汽吹灰等过程中,主汽温波动幅度均能控制在设定值±6℃的范围内。