CO_2捕集技术在燃煤电厂中应用的经济性评估

以600MW燃煤机组为例,用经济学成本分析的方法,对单乙醇胺(monoethanolamine,MEA)吸附技术和富氧燃烧技术进行经济性评估,把供电成本和CO2减排成本定为评估的重要指标。通过对比表明,不考虑CO2收益时,富氧燃烧机组的供电成本(0.416 4元/(kW h))比MEA吸附机组(0.501 9元/(kW h))低0.085 5元/(kW h),并且其CO2减排成本(206.3元/t)比MEA吸附机组(364.7元/t)低158.4元/t;考虑CO2收益时,富氧燃烧机组的供电成本(0.2389元/(kW h))比MEA吸附机组(0.2988元/(kW h))低0.0599元/(kW h)。可见在大规模捕集CO2技术的应用中,富氧燃烧技术比MEA吸附技术更经济。通过敏感性分析的结果可以看出,煤价的变化对供电成本的影响程度是最大的。

300MW燃煤锅炉O2／CO2、烟气再循环燃烧的数值模拟

以一台300MW四角切圆煤粉锅炉为研究对象,通过ICEM建立炉膛的三维结构框架及网格生成,在TASCFLOW中选择合适的炉内湍流流动、燃烧与传热的数学模型,进行煤粉在氧气体积比为29%时O2/CO2气氛下燃烧过程的数值模拟。研究发现:采用O2/CO2均匀混合送入炉膛时,煤粉的点火和燃烧较空气助燃时的状况有一定的延迟,火焰中心和炉膛内的高温区有明显扩大的趋势,火焰中心更接近炉膛中心,且沿炉膛高度有所上移;采用烟气再循环时,O2直接送入炉膛有利于煤粉的点火和燃烧,大大提高炉膛内的温度水平。

炭/碳粒在CO_2/O_2气氛中燃烧速率的研究

１引言大量的研究表明，近一个世纪以来，大气中温室气体（主要是ＣＯ２）含量的迅速增加是引起全球气候变化的一个重要因素。而且，在今后若干年内，随着人类从矿物燃料中获取能源的进一步增加，ＣＯ２的排放量亦将持续增长。其中煤的利用量及在燃烧过程中ＣＯ２的排放量...

汽轮机转子温度场在线计算模型研究

针对汽轮机转子温度场的在线求解问题,给出了克兰克-尼科尔森差分计算模型。并通过仿真试验及与有限元结果的比较,验证了该模型的正确性。该方法可直接用于汽轮机转子温度场的在线计算,具有数据处理实时、准确、稳定性好、通用性强等特点。

电站锅炉通用热力计算程序的编制

利用ＶＢ和ＦＯＲＴＲＡＮ两种语言混合编程开发了一个可适用于中压至超高压燃煤锅炉的通用热力计算程序，文中介绍了该通用程序的结构形式和对一些关键技术问题的解决途径，利用该通用程序对三台不同容量的锅炉进行了热力计算。

控制和减缓电力生产过程中CO_2排放的技术

直接从热力发电站的烟气中分离ＣＯ２，然后对其进行储存或加以利用，是控制和减缓温室气体排放的重要措施之一。本文描述了利用吸收、吸附、薄膜分离和低温分离等原理从热力发电站烟气中分离ＣＯ２的技术，对它们在４种发电技术上的应用做了分析比较、同时，也给出了一些有可能的储存和利用ＣＯ２的途径。

两种常用换热系数计算公式的比较和应用

对汽轮机转子热应力计算中两种常用的换热系数计算公式进行了计算和比较,并分析了两种不同换热系数计算公式对热应力的影响,为汽轮机转子温度场及热应力计算中换热系数计算公式的选取提供了一定的依据。

汽轮发电机转子风路堵塞时的温度场数值分析

大型汽轮发电机结构紧凑,气隙狭小,其运行的安全可靠性依赖于冷却系统的散热能力。因而,若其冷却系统维护不当,发生通风道堵塞故障,造成的后果不堪设想。为详细了解风道堵塞对转子流场及温度场的影响,以一台150 MW空内冷汽轮发电机为例,建立转子径向通风道发生堵塞时的二维流动与传热物理和数学模型;同时给出边界条件和假设条件,采用有限体积法对转子发生堵塞时的温度场、流体场进行数值计算,并对不同堵塞程度下的转子温度场进行比较;最后分析总结了一条转子径向通风沟堵塞时,堵塞严重程度与转子温度分布之间的变化规律。研究表明,径向通风沟未发生全堵时对转子温度影响较小。一旦发生全堵,即使只堵塞一条径向通风沟也会对发电机造成严重破坏。因此,加强发电机转子风路故障方面的研究非常有必要。

转子物性对超临界汽轮机启动热应力的影响

汽轮机转子材料多采用30CrMoV低碳合金钢,其物性参数随温度变化显著。所建转子热应力计算模型,考虑了转子材料物性随温度变化的影响。通过仿真试验,分析了国产某600MW超临界汽轮机冷态、温态、热态和极热态4种启动工况下转子热应力的变化趋势,并与常物性转子热应力模型的计算结果进行了比较。结果表明:转子材料物性参数随温度的变化显著影响其启动热应力的大小,为提高汽轮机转子热应力在线监测模型的计算精度提供有益参考。

喷嘴流量特性对直接空冷机组喷雾增湿系统冷却效果影响的数值研究

为研究雾化喷嘴的流量特性对喷雾增湿系统冷却效果的影响,对喷嘴采购提供参考,以计算流体力学理论为基础,建立了某600MW直接空冷单元数值计算模型,采用离散相模型对液滴轨迹进行跟踪,以"有效水份额"来衡量喷雾增湿系统的冷却效果,并确立了汽轮机排汽压力计算方法。结合喷嘴在空冷单元内的布置位置,以普通工业实心锥形喷嘴为对象,分别研究了雾化压力、雾化角、流量系数及喷嘴孔径对冷却效果的影响,结果发现雾化压力、流量系数和雾化角对冷却效果有很大的影响,而喷嘴孔径对冷却效果的影响却不大。

汽轮机转子二维温度场在线仿真模型建立

在一体化过程模型开发平台(IMMS)的仿真系统支撑下,开发了汽轮机转子二维温度场有限元模型的通用仿真算法,并采用工程模块化的建模方法建立了汽轮机转子二维温度场的在线仿真模型(便于汽轮机转子和所划分网格几何尺寸的修改)。通过仿真试验与同条件下的二维解析结果作了对比,结果表明:所建立的仿真模型具有计算精度高、计算速度快和通用性强等优点。同时,该模型还可用于其它具有类似边界条件轴对称体结构的热状态分析。

直接空冷机组喷雾增湿系统喷嘴布置位置数值研究

为了提高直接空冷单元内喷雾增湿系统冷却效果,降低凝汽器出口空气温度,以计算流体力学理论为基础,建立了喷雾增湿系统数值计算模型,通过采用离散相模型对喷雾液滴轨迹进行跟踪,提出了"有效水份额"的概念,并应用到现有纵向双排喷嘴布置方案,分别在x/y/z 3个方向上对喷嘴位置进行了优化研究。结果发明,在x方向上喷嘴之间距离为2 m,y方向上喷嘴坐标y=0.5 m,z方向上喷嘴坐标为z=1 m时有效水份额最大,凝汽器出口空气温度最低,其结论是在喷嘴布置不能太密集且喷嘴的高度不能太低的条件下,喷嘴距离散热器越远,凝汽器出口空气温度越低。

高浓度二氧化碳烟气辐射换热特性分析与计算

介绍了常规辐射特性计算方法、逐线计算方法和基于光谱法窄谱带模型的Leckner方法,采用Leckner方法对二氧化碳烟气辐射特性进行计算并与常规计算和逐线计算进行比较,结果表明由于范围限制常规方法不适用于高浓度二氧化碳烟气辐射特性计算,Leckner方法能保证足够精度,较之传统方法有着更广泛的适用范围,可用于高浓度二氧化碳烟气辐射特性计算;采用Leckner方法计算表明,在高浓度二氧化碳烟气中,发射率随烟气温度的增加而降低,随辐射层厚度的增加而升高。

煤粉粒度对锅炉燃烧影响的数值模拟

煤粉粒度对煤粉燃烧具有重要影响,采用数值模拟的方法对不同煤粉粒度在炉内的燃烧过程进行了数值计算,比较各个工况下的计算结果,并对产生结果的原因进行了分析。计算的结果对深化认识粒度对于煤粉燃烧过程的影响,从而在锅炉的实际运行中采用合理的煤粉粒度,提高锅炉燃烧的效率,节约能源。结果表明煤粉粒度为60μm,对于电站锅炉燃烧和传热是有利的。

O_2/CO_2气氛下烟煤掺烧褐煤燃烧特性

针对电厂混煤掺烧实际情况,在热重分析仪上对某电厂实际用煤分别进行了褐煤和烟煤单烧及不同氧量、掺混比、升温速率下的混烧实验,并根据实验数据对混煤燃烧特性进行了分析。结果表明:不同掺烧比例下混煤燃烧的变化规律相同,为烟煤和褐煤燃烧的叠加,随褐煤掺烧比例增大,着火温度和燃尽温度均降低,综合燃烧指数变大;混煤在20%O_2/80%N_2、20%O_2/80%CO_2气氛下燃烧特性曲线相差不大,20%O_2/80%CO_2气氛下着火温度及燃尽温度比20%O_2/80%N2气氛下高10℃左右,在30%O_2/70%CO_2气氛下,混煤着火温度比20%O_2/80%N2气氛下高3℃;随着升温速率由10℃/min增至40℃/min,混煤的着火温度、燃尽温度和综合燃烧指数均增大。

O_2/CO_2与O_2/N_2气氛下煤粉燃烧NO排放特性试验研究

针对电厂混煤掺烧实际情况,在沉降炉上,对单煤及其混煤燃烧NO排放特性进行研究,分析过量空气系数a、CO_2质量浓度、燃料比FC/V以及温度对NO排放特性的影响。结果表明:随着a由0.8增至1.4,实验所选煤种NO的排放质量浓度均逐渐升高,CO的排放质量浓度均逐渐降低,且烟气中CO的质量浓度越高,NO的排放质量浓度就越低,煤粉混烧可以改善污染物排放特性;O_2/CO_2下,NO排放质量浓度低于O_2/N_2下NO排放质量浓度,其降低量约为30%~40%;随着CO_2质量浓度由20%增至50%,实验所选煤种NO排放质量浓度均逐渐降低,CO的排放质量浓度均逐渐升高,其变化幅度均不大;随着温度的升高,O_2/CO_2、O_2/N_2下NO排放质量浓度均增高,相同温度、煤种下,O_2/N_2下NO排放质量浓度高于O_2/CO_2下NO排放质量浓度,不同气氛、不同升温段,NO排放质量浓度曲线斜率变化不同;在低、高温下,随FC/V的增大,NO排放质量浓度变化趋势不同;高温下,燃料含氮量越高,则NO排放质量浓度也越高,但转化率下降。

湿蒸汽对AP1000核电汽轮机中调门气动力矩的影响

为了解核电汽轮机湿蒸汽对中压进汽蝶阀的气动力矩的影响,利用FLUENT中Mixture多相流模型对AP1000核电汽轮机中调门的气动力矩进行汽水两相流数值模拟,分别对中调门不同开度下湿蒸汽汽水两相流和蒸汽单相流气动力矩的模拟结果进行比较分析。结果表明:中调门开启过程中,气动力矩先逐渐增大,最大值发生于中调门40°开度时,中调门开度继续增大,气动力矩逐渐减小。湿蒸汽汽水两相流对中调门的气动力矩为蒸汽单相流的两倍之多,增加了阀门发生卡涩故障的风险。

F二次风下倾对W型火焰锅炉燃烧影响的数值模拟研究

针对福斯特惠勒(FW)技术W型火焰锅炉燃烧稳定性差、飞灰含碳量高、炉宽方向氧量存在偏差等问题,结合数值模拟对锅炉燃烧特性进行了分析与研究。结果表明:F二次风下倾角度增大,其对一次风火焰的抬升作用会减小,一次风火焰下冲明显增加,燃烧器出口烟气回流区变大,烟气回流更加强烈,对一次风气流的着火稳燃性能有明显作用,但效率提高不明显;由于W型火焰锅炉的流场特性,随着F二次风下倾角度的增加,一次风与二次风的混合延迟且强度变小,炉膛宽度方向上中间与侧边的氧量偏差随之变大,F二次风沿炉宽方向的非均等布风不能缓解氧量偏差;F二次风下倾对火焰中心没有明显影响;切除侧边的4只燃烧器后一次风火焰下冲有明显加强,火焰中心下降明显。

200MW汽轮机整体优化改造及效果评价

分析了某200 MW汽轮机组存在的问题,提出了对该机组整体优化的改造方案。通过性能考核试验验证,改造后的汽轮机效率得到了提高,3VWO工况下,汽轮机热耗率下降了442.45 k J/(k W·h),折算成发电煤耗率下降量为16.84g/(k W·h),高、中压缸效率分别提高了5.14%、2.21%。热耗降低明显,达到了预期的增容降耗的目的,符合国家节能减排的大战略。

H型鳍片管的鳍片温度工况模拟分析

采用有限元分析的方法,运用数值模拟软件fluent,对H型鳍片换热过程进行模拟求解。通过不同结构尺寸模型的建立,找出其高度、厚度、宽度、基管直径以及烟气流速变化对H型鳍片管鳍片平均温度及鳍片最高温度的影响规律。对模拟所得数据进行整理和分析,发现H型鳍片管的鳍片平均温度及鳍片最高温度与鳍片高度、宽度、烟气流速成正比例关系,应尽量避开h1/D>2.368、h2/D>2.368以后的区间范围;与鳍片厚度及基管直径反向相关,可尽量选择较大的基管直径。为H型鳍片管设计人员在选择各结构参数的时候提供参考依据。