纤维素、木质素含量对生物质热解气化特性影响的实验研究

本文采用化学方法测定了六种生物质中纤维素和木质素的含量,通过热重研究了实际生物质及用纤维素、木质素按一定比例混合模拟生物质的热解和气化特性,并结合电子扫描电镜(SEM)对焦样进行了微观形貌分析.结果表明:在本文所选择的生物质中纤维素的含量高于木质素,两者一般在55%～85%和10%～35%.生物质热解分为纤维素热解和木质素分解两个阶段,对应于气化过程中挥发份析出和焦炭气化.在热解过程中,首先纤维素发生热解呈现快速失重过程,接着木质素缓慢热解.实验发现生物质中纤维素含量越高,热解反应速率就越大;反之,木质素含量越高.热解反应速率越小.通过对焦形貌与气化研究,发现气化特性与生物质中纤维素和木质素的含量有着密切联系.因此纤维素、木质素含量是影响生物质热解气化特性的重要因素之一.

各因素测量不确定度对锅炉热效率测试质量的影响

介绍了不确定度分析原理和各因素不确定度分量A类、B类评定方法,建立了锅炉反平衡热效率不确定度分析模型,给出了灵敏系数、合成不确定度的计算方法。在此基础上,以某电厂600MW机组锅炉为计算对象,在消除了因素非完全独立和传统数值扰动计算灵敏系数方法带来的二次不确定度的前提下,研究了各因素测量不确定度对锅炉热效率测试质量的影响;定量给出了各因素测量不确定度对锅炉反平衡热效率测试质量的贡献。结果表明,重要影响因素为,飞灰含碳量Cfh、排烟温度tpy、收到基灰分Aar、收到基低位发热量Qnet,ar、飞灰百分比fh;可忽略因素为,收到基氮Nar、收到基硫Sar、锅炉散热损失Q5。因此,提高重要影响因素的测试精度可显著提高锅炉热效率的测试质量。

灵活电力交易数据生成组件的设计与实现

为解决电力现货市场建设过程中多品种多场景应用交易数据生成环节的复杂多变带来的系统建设难题,提出灵活电力交易数据生成组件的设计方法。通过业务建模对各类交易数据进行数据特征分析,以“复用和适应变化”为目的,将交易数据生成过程进行抽象建模,对交易数据生成业务环节进行共性逻辑分离与个性化灵活适配。使用微服务架构,以组件形式可插拔式集成到应用系统中,满足电力现货市场建设中多类应用对交易数据完整性、可靠性、灵活性、高效性的数据需求。所述组件已应用于面向海量交易数据的支撑调度机构现货市场业务的多类应用系统中,实际运行证明该组件灵活、有效。

O_2/CO_2燃烧方式下煤中有机/无机硫的释放特性

首先用重液浮选将一种烟煤分为高(>2.0 g/cm^3)、中(1.4～2.0 g/cm^3)和低(<1.4 g/cm^3)三个密度段,并采用三态硫化学分析,发现无机硫(外在黄铁矿为主)主要赋存于高密度煤中,有机硫主要赋存于低密度煤中,几乎全部硫酸盐硫、部分有机硫和少量无机硫(内在黄铁矿)赋存于中密度煤中。其次在程序升温条件下研究了分密度煤中硫的释放特性以及含硫物相的浓度变化规律,探讨了有机/无机硫析出特性的影响机理。结果显示:在O_2/CO_2气氛下,高、中密度煤SO_2析出曲线都有尖峰并呈双峰分布,在较短时间及较窄温度范围反应完全;与之相反,低密度煤释放曲线平坦且无明显峰,在较长时间和较宽温度范围均有析出;相对于O_2/N_2气氛,O_2/CO_2燃烧方式促进了硫以COS/SO3等物相生成,同时提高了煤灰中矿物质自固硫能力,从而降低了SO_2的排放。

无烟煤与石油焦燃烧特性的对比试验研究

对4种无烟煤和1种石油焦的燃烧特性进行同步热分析试验研究,并对比研究其着火与燃尽特性。根据热分析曲线,分别计算其着火与可燃性指数、燃尽特性指数,推导并计算非等温燃烧过程中其综合燃烧特性指数。试验结果显示,石油焦燃烧特性类似于无烟煤,较低挥发分无烟煤易于着火与燃烧,但燃尽性能差。

燃煤电站锅炉颗粒物排放特性的实验研究

本文对某燃煤电厂的两台锅炉除尘器前后的飞灰颗粒进行采样,研究了可吸入颗粒物(PM_(10))的排放浓度、质量粒径分布、排放特征、对静电除尘器的穿透率和锅炉运行负荷对其的影响.试验采用低压撞击器(LPI)按不同粒径大小从0.03～10μm共分为13级,分别采集燃烧后的可吸入颗粒物。研究表明,两台锅炉产生的PM_(10)均呈双峰分布,其除尘器入口峰值分别在0.1μm和4.0μm左右,而出口峰值则为0.1μm和2.0μm;随着颗粒物粒径的减小,颗粒物对除尘器的穿透率是降低的,其中在0.2～0.6μm的穿透率达到一个峰值;相比除尘器入口,除尘器出口PM_1和PM_(2.5)的质量百分比都大大增加,这也是由于除尘器对飞灰中的大颗粒脱除效果更佳的原因造成的.随着锅炉运行负荷的降低,PM_(10)占总灰颗粒的质量百分比含量下降.

600 MW W型火焰锅炉拱上二次风低NO_x燃烧特性的数值模拟及优化

对一台600,MW W型火焰锅炉拱上QA/QC(A层二次风总流量与C层二次风总流量之比)二次风不同比例对锅炉燃烧及NOx排放影响进行了数值模拟,并对A、C二次风开度进行了工业试验研究.模拟结果与试验结果符合较好,模拟研究结果表明,随着QA/QC二次风比例减小,炉拱区域回流区增大,煤粉气流着火距离缩短,燃烧稳定性增强,下炉膛区域火焰充满度提高,平均温度增加;炉拱煤粉火焰下冲深度增加,煤粉燃尽率增加,飞灰含碳量降低;而在拱下着火及燃烧区的空气分级程度减弱,NOx生成和排放量增加.工业试验表明,增加A风开度时,尽管机械不完全燃烧损失减小,锅炉效率有所增加,但NOx排放量明显增加.随着炉拱C二次风开度的增加,不仅锅炉效率降低,NOx排放量也明显增加.兼顾燃烧设备安全性、建议在同类型锅炉优化运行时,尽量将A风及C风开度设置在10%,以下,有利于提高运行经济性和降低NOx排放量.

煤中钠元素赋存形态对亚微米颗粒物形成的影响研究

将原煤通过三步化学提取实验(水洗,NH_3OAc洗,HCl洗),然后通过浸溶实验(Impregnation Experiment),将煤中羧基(-COOH)中的H离子置换成Na离子。并将原煤、提取实验后煤和浸溶实验后的三种煤样在沉降炉中热解和燃烧,研究煤中钠的有机/无机赋存形态对其气化特征和亚微米颗粒物形成的影响。实验结果发现:提取实验后的煤样,Na元素大部分以硅酸盐形式存在,两种煤在沉降炉中的热解结果表明以硅酸盐形式存在于煤中的钠元素很难气化。浸溶实验后的煤样中,Na元素大部分以羧酸(COO-Na)的形式存在,两种煤在沉降炉中的热解实验结果表明以有机结合态存在于煤中的钠元素非常易气化。Na元素赋存形态对其燃烧过程中气化有重要影响,最终表现在亚微米颗粒物中的含量上。

纤维素、木质素对生物质与煤混烧特性的影响

利用热重红外分析仪着重分析了生物质中纤维素和木质素含量对混合热解及混烧特性的影响。生物质与煤的混合热解相比于纯煤的单一热解失重明显较大较快,并且纤维素含量越高,混合燃料失重越大;木质素含量较高,则混合燃料失重较慢。当燃烧温度为300～400℃之间时,混合燃料中纤维素含量越高,质量下降幅度越大;当燃烧温度为500～700℃之间时,混合燃料中则是木质素含量越高,质量下降幅度越大。

生物质与煤混烧时PM_(10)中痕量元素分布的研究

选取两种典型生物质与两种煤,将两种生物质与两种煤按质量百分比为1∶3分别进行混合,得到4种燃料,然后分别在1150℃,N/O比1∶1和4∶1两种气氛下在沉降炉上进行实验,研究了混烧产生的PM10中4种部分挥发性痕量元素(Mn,Pb,Zn和Cr)的分布行为.结果表明:S,Cl和N/O比对Mn的挥发性影响均很小,Cl对Pb和Zn的挥发行为有促进作用,S则相反.而S,Cl对Cr的挥发行为均有抑制作用.N/O比变化对Cr元素的影响最为明显,而对Mn,Pb和Zn的影响均不大,N/O比减小有助于Cr挥发性的增强.

低氮改造对四角切圆锅炉NO_x生成特性的影响

对某300 MW四角切圆锅炉低氮改造前后NOx的生成特性进行了数值计算,分析了低氮改造对NOx生成特性的影响.结果表明:原有双通道自稳燃型燃烧器稳燃腔的设计明显加速了热力型NOx的生成;新型水平浓淡燃烧器浓侧和淡侧煤粉均处于偏离化学当量比条件下燃烧,喷口附近火焰温度明显降低,有利于控制热力型NOx的生成,缺氧燃烧降低了煤粉的燃烧效率,冷灰斗区域及三次风以上区域燃料型NOx的生成速率有所增大.

优化内螺纹管传热特性实验研究

通过对600 MW超临界W火焰锅炉水冷壁的设计与应用,研究试验Φ32 mm×6.3 mm四头12Cr1MoVG优化内螺纹管(OMLR)在亚临界、近临界、超临界区的流动传热特性。试验获得了不同工况(压力、热负荷、质量流速)下内螺纹管壁温分布和内壁换热系数随焓值的变化规律。并根据试验数据,拟合建立单相、两相换热系数计算关联式,同时进一步建立传热恶化发生时的临界条件及干涸后传热计算关联式,为锅炉垂直上升内螺纹管水冷壁设计和运行提供可靠数据。

高碳灰与混煤燃烧特性的热分析研究

采用同步热分析的方法对高碳灰的燃烧特性进行实验研究,通过对比高碳灰与其他混煤的热分析实验结果发现,掺混其他煤种的方法可有效改善高碳灰的燃烧特性,综合燃烧特性指数得以提高;文中同时给出了高碳灰的掺烧比例推荐值。

超临界锅炉烟温与汽温偏差热力计算与试验研究

针对大型电站超临界锅炉烟温与汽温偏差问题,结合国内首台600 MW超临界W型锅炉,重点研究不同负荷下汽水分离器出口汽温偏差,以及尾部受热面汽温偏差变化规律,并从优化汽温偏差出发,首次提出汽水分离器出口管道交叉布置结构,从而改变汽水流动方向,并结合锅炉热力计算,验证交叉布置结构减少汽温偏差的效果:当采用汽水分离器出口交叉布置结构后,屏式过热器入口左、右侧汽温偏差减小到原汽温偏差的1/2左右。

电站锅炉SCR脱硝旁路烟道改造数值模拟及应用

某电厂在机组低负荷运行时,SCR脱硝装置入口烟温低于脱硝反应最低温度,导致SCR无法正常运行。采取了在锅炉转向室后抽出高温烟气,与低温烟气进行混合,提高SCR入口烟气温度的技术改造措施。通过数值模拟及试验,研究了旁路烟道布置方式对混合后烟气温度分布的影响以及改造前后锅炉效率、烟温分布变化的情况。

烟煤混煤燃烧特性的实验研究

近年来,混煤燃烧在世界范围,特别是在中国得到了广泛的应用。针对这种情况,选定4种单一煤种及其9种混合比例的混煤进行了试验研究,得到了着火温度、可燃性指数Wmax/Ti2和综合燃尽指数SN等数据,确定了几种燃烧特性较好的混合比例的混煤。

分级配风对切圆锅炉NO_x生成与燃烧经济性的影响

针对燃用劣质混煤的300 MW四角切圆燃烧锅炉,通过低氮燃烧系统改造与增设燃尽风(SOFA)相结合的方式,用于降低氮氧化物(NO_x)排放浓度。通过三种劣质混煤的实炉燃烧试验获得了SOFA风率,三次风投、退,缩腰配风方式对NO_x排放浓度与锅炉燃烧经济性的影响规律。试验结果表明,随着SOFA风率增加,锅炉热效率随之下降,而NO_x排放浓度呈现出先下降后上升的趋势;制粉系统三次风退出时,NOx排放浓度明显降低,而飞灰含碳量有所升高;此外通过优化缩腰配风,有助于提高锅炉热效率和降低NO_x生成浓度,从而实现低氮燃烧的同时,兼顾锅炉燃烧经济性。

600MW机组超临界“W”火焰锅炉水冷壁联箱管座角焊缝裂纹分析与对策

对国产600MW机组超临界"W"火焰锅炉水冷壁上联箱管座产生大量裂纹的原因进行了综合分析,并利用ANSYS应力软件对该联箱管座进行了胀差应力模拟计算。分析和计算结果表明,管屏管间壁温偏差大、设计不合理,在管座角焊缝出现大的交变胀差应力是产生裂纹的根本原因。在此基础上,提出了通过割除管间鳍片增加管座光管长度,改变联箱炉顶密封结构的方案,使问题得到成功解决。

1000MW超超临界对冲燃烧锅炉数值模拟

采用fluent软件对某电厂1 000 MW超超临界对冲燃烧锅炉进行温度场和氧量场数值模拟,并将部分模拟结果与实际运行参数进行对比。结果表明,数值模拟结果与实际结果吻合较好,验证了数值模拟的可靠性。

600MW超临界机组锅炉轴流风机并列与过程控制技术

通过开展600MW超临界机组锅炉风机并列试验,研究一次风机并列过程中失速原因,结合轴流风机"驼峰型"失速线与机组锅炉最低稳燃需求,在充分考虑风机并列过程中风压波动的基础上,采用失速裕度定量分析了风机失速风险,计算获得风机并列最佳工作点下风压上、下限值。同时根据联合风机、送风机、一次风机运行特点,阐述3种风机不同并列方法,重点研究一次风系统母管制设计方式对风机并列的影响。试验结果表明:风机工作点的风压与风量共同决定了风机失速裕度,风机失速裕度越大,抵抗系统干扰能力越强。结合机组负荷、入炉煤质以及一次风系统布置特点,选择合适的一次风压,准确计算一次风机动叶开度目标值以及预先隔离并入风机的系统,是一次风机并列操作的3个关键因素,可有效降低系统附加阻力及风压波动对风机并列的影响。此外针对一次风机风压直接作用于瞬时入炉燃料量,其并列过程显著影响炉内燃烧稳定性,通过多组试验总结并制定一次风机并列标准流程与步序,显著提高一次风机并列过程的成功率与安全性,最大限度缩短并风机的时间,同时减少对运行人员操作水平的依赖,降低因运行人员个体差异等因素造成的炉膛压力大幅波动甚至锅炉灭火的风险。