不同烟气再循环方式下富氧燃煤锅炉的经济性分析

以300MW富氧燃煤锅炉为例,详细计算并比较了不同烟气再循环方式下锅炉的排烟损失及辅机的功耗,分析了不同配置的烟气再循环方式对富氧燃煤锅炉系统经济性的影响.结果表明:FGD与DCC串联布置的湿烟气循环方式(二次循环烟气不脱硫也不脱水)锅炉的排烟损失最低(5.6%),辅机的功耗最高(14MW);单独DCC布置干烟气循环方式锅炉的排烟损失最高(7.56%),辅机的功耗最低(13.23MW).

飞灰中的缺陷位SiO_2对痕量元素As的吸附机理

为了认识痕量元素As在飞灰中的富集特性,利用密度泛函理论研究了砷的典型氧化物AsO在飞灰中的主要成分SiO_2模型上的吸附机理,对优化后的吸附构型进行能量计算、AIM理论、Mulliken电荷分析以及定域化轨道指示函数(LOL)填色图分析,剖析了AsO与SiO_2表面的相互作用。结果表明,AsO在无定型SiO_2表面的缺陷位的吸附能均大于50 k J/mol,吸附构型均为典型的化学吸附。在无定型SiO_2缺陷活性位点形成的As-Si键、Si-O键和As-O键强度较大,均属于共价键;SiO_2与AsO之间为共价相互作用。

基于实际气体的增压富氧燃煤烟气焓值的计算

将增压富氧条件下煤燃烧产生的烟气视为实际气体的理想混合物,在维里方程的基础上,采用余焓数法推导出烟气焓值的计算方程,并对6 MPa、2 MPa和0.5 MPa压力下的烟气焓值进行了计算和分析.结果表明:基于维里方程的余焓数法能很好地反映实际气体的特性,有较高的计算精度,可以用于实际工程计算.

飞灰中活性SiO2吸附痕量元素汞的DFT研究

为探究痕量元素汞在飞灰中的富集特性,利用密度泛函理论(DFT)研究了Hg0和HgCl在飞灰中的主要活性成分SiO2表面上的吸附机理,对优化后的吸附构型进行能量计算、AIM理论和Mayer键级分析,并利用定域化分子轨道(LMO)图分析相互作用类型。结果表明:Hg0在无定型SiO2表面缺陷位的吸附能均小于50 kJ/mol,为较弱的物理吸附;HgCl在无定型SiO2表面缺陷位的吸附能均远大于50 kJ/mol,吸附构型均为典型的化学吸附,且SiO2-HgCl为共价键相互作用。

富氧气氛下煤与生物质掺烧时污染物排放特性

利用管式炉实验系统对富氧气氛燃烧下煤掺烧生物质时污染物的排放特性进行测量分析，结果表明：随着燃烧温度和氧气浓度的提高，SO2和NO的排放曲线峰值及转化率增加；随着掺烧生物质比例的增加，SO2和NO的排放曲线峰值及转化率减小；掺烧的煤种和生物质种类对SO2和NO排放影响较大，烟煤掺烧玉米秆比贫煤掺烧时的SO2排放曲线峰值大，NO的排放曲线峰值小；烟煤掺烧玉米秆比掺烧锯末时的SO2排放曲线峰值大，NO的排放曲线峰值小。

富氧气氛下煤与生物质掺烧时砷的释放研究

利用化学试剂对富氧气氛下煤与生物质掺烧后的灰进行湿法消解,采用AFS-933原子荧光分度计对其中的砷含量进行了测量分析.结果表明:掺烧生物质后砷的释放受到一定的抑制,生物质掺烧比例越大,灰中砷元素的相对富集系数越大;随着燃烧温度的升高和O_2体积分数的增大,灰中砷的相对富集系数减小,有利于砷的释放;不同的生物质种类与不同煤种掺烧燃烧时,生物质种类对砷释放的抑制作用比煤种的影响明显.

电力特色类高校通识教育课程体系的设置研究

通识教育作为高等教育的重要组成部分,对培养大学生的良好综合素养具有重要意义,而通识教育课程是实现人才培养目标的主要载体。近年来,国内高校积极探索通识教育课程体系建设,但效果在一定程度上仍然受到很大制约。论文通过调研“电力高校联盟”中8所电力特色类高校通识课程体系的设置情况,剖析总结了其在通识课程设置方面存在的共性与不足,并对通识课程与专业课程的关系、通识课程的建设及有效管理方面进行了探讨。

高压富氧气氛下痕量元素排放形态研究

利用化学热力学平衡软件FactSage,对富氧燃烧气氛不同系统压力下痕量元素(Hg、As)的排放形态进行了模拟计算。结果表明:Hg主要以Hg(g)、HgCl_2(g)、HgO(g)的形式存在,随着压力的提高,HgCl_2(g)转化区间的温度升高,HgO(g)的摩尔分数增大;As主要以AsO(g)、As4O6(g)、As_2O_5(s)的形式存在,随着压力的提高,As_2O_5(s)转化区间的温度升高。

富氧燃煤锅炉的效率分析

采用锅炉效率的分析方法对某电站300MW锅炉在O2/CO2气氛下的各项损失和锅炉效率进行了计算,并与相同条件的空气气氛下的各项损失和锅炉效率进行了比较。结果表明,采用O2/CO2的富氧燃烧技术可大大提高锅炉热效率,并相应提高锅炉的效率,而燃烧过程和传热过程的损失仍是锅炉的主要损失。

增压富氧燃煤锅炉省煤器管束磨损研究

针对常压空气燃烧和增压富氧燃烧两种工况,利用CFD软件、应用k-ε双方程模型模拟锅炉省煤器管束间烟气的流动,用拉格朗日方法研究管束间颗粒的运动,并利用颗粒与管壁的碰撞和反弹模型考虑颗粒与壁面碰撞后的运动。通过对比3种磨损模型,得出Oka模型考虑的因素相对更全面,与实验数据也比较吻合。利用该模型可得壁面磨损量随流速呈指数规律变化,随着入射角度的增大磨损量先增加后减小,壁面材料硬度越大,磨损量越小,并且随着颗粒粒径增大磨损量略有增加。增压富氧燃烧下,最大磨损速率比常压下小很多,且最大磨损位置也发生了变化,各管排的颗粒撞击和平均磨损速率分布较均匀,除了第1排管外,单管最大磨损区域位于管壁迎风阶两侧60°附近。这对省煤器实际运行及增压富氧燃烧下省煤器的设计有重要意义。

富氧燃煤锅炉烟气再循环方式选择与水分平衡计算

在不同的二次烟气再循环方式下,以300 MW富氧燃烧锅炉机组为例,对分别采用直接接触式冷却器（DCC）进行烟气脱水和湿式脱硫（FGD）与DCC串联进行烟气脱硫及脱水的富氧燃烧系统详细计算并比较了烟气中水蒸气体积分数的变化,并计算和比较了各种布置方式下的风机功耗.结果表明：单独采用DCC脱水情况下,锅炉烟气水蒸气体积分数比空气燃烧方式下高10%-15%;二次循环烟气脱水时,锅炉烟气中的水蒸气含量比空气燃烧方式下高约3%;FGD与DCC串联布置时的锅炉流通烟气水蒸气含量略高于采用单独DCC时二次循环烟气脱水的水蒸气含量;电厂循环水温度为30℃时,DCC出口烟气理论水蒸气体积分数为4.28%;单独采用DCC脱水的干烟气循环方式的风机总电耗最小.

烟气近零排放的富氧焚烧垃圾电站技术经济性分析

以日处理垃圾1 100t的15MW循环流化床(CFB)垃圾焚烧锅炉汽轮机发电机组为研究对象,计算分析了采用富氧燃烧技术焚烧垃圾的经济性。与空气焚烧垃圾电站相比,富氧焚烧垃圾电站需要增加空气分离制氧和CO2压缩液化设备,但无需燃煤助燃,可以实现烟气污染物的近零排放。经济性计算结果表明:空气分离装置和CO2压缩液化装置的功耗为11.52MW,其厂用电率约为76.8%,综合考虑电厂其它辅机功耗后,净电效率为4.01%。富氧焚烧垃圾技术具有烟气污染物零排放与资源化回收的优势,经济及技术上可行,社会效益突出,有望成为一项有效处理垃圾的环境友好型新技术。

基于Gibbs自由能最小化原理模拟生物质流化床气化

基于能质平衡和吉布斯(Gibbs)自由能最小化原理,选择松木屑和麦秆两种生物质,利用化工商业化软件ASPEN PLUS模拟生物质流化床气化过程,并结合试验数据验证模拟结果的准确性。在此基础上考察了高温、原料含水率大范围变化等试验中较难实现的操作对气化的影响。模拟结果表明,搭建的气化模型能较好地模拟生物质气化过程,对生物质气化试验与工程放大具有一定的参考价值。

超临界机组锅炉运行排烟温度偏高原因探讨

我国近年来投运的部分超临界机组锅炉存在排烟温度高于设计值的现象。对部分超临界机组锅炉省煤器与空气预热器设计参数进行了分析,表明随锅炉压力与给水温度的提高,锅炉尾部需回收的热量受到制粉系统所需干燥热量的制约。采用热量与质量平衡的计算方法,对燃用不同水分与挥发分的烟煤及贫煤的两台锅炉尾部热量与制粉干燥出力进行计算。结果表明,在给水温度提高的条件下,磨煤机出口控制温度偏低、省煤器出口烟气与给水温差偏大等因素是造成锅炉排烟温度偏高的主要原因,而省煤器出口水温的进一步提高则会加剧传热恶化。

增压富氧燃烧与捕集CO2电站的经济性分析

以300MW燃煤锅炉汽轮发电机组为研究对象,计算了其在6～8MPa压力下增压富氧燃烧的经济性,并与常压富氧燃烧下的经济性进行了对比分析.结果表明:由于系统压力的提高,烟气中水蒸气的凝结热得以回收,用于加热汽轮机低温凝结水,减少汽轮机抽汽,使汽轮机出力增加,电厂的毛输出功率接近320MW;增压富氧燃烧的空气深冷分离制氧(ASU)功耗大大增加,占毛输出功率的26%,而烟气压缩(CPU)的功耗大大降低,约为毛输出功率的0.2%;综合考虑电站其他辅机功耗后,6～8MPa下增压富氧燃烧的电厂净效率比常压富氧燃烧下提高了4.5%.与常压富氧燃烧发电机组相比,增压富氧燃烧在CO2的捕集、压缩液化与封存(CCS)技术中的经济性明显提高.

高压高浓度CO_2烟气辐射换热特性分析与计算

针对高压O2/CO2燃烧方式下高浓度CO2和水蒸气混合气体烟气的辐射换热问题,建立了一种新的宽带关联k分布模型.为了验证模型的有效性,以O2/CO2燃烧方式下炉内CO2和水蒸气生成状况为例,采用该模型与离散坐标法相结合的方法计算了不同温度（1 000-2 500 K）和压力（0.1-1.5 MPa）下一维无限大平行平板间混合气体的辐射强度和CO24.3μm谱带累积分布函数,并与逐线计算、全光谱关联k分布模型和基于指数的宽带关联k模型的计算结果进行了比较.结果表明：随着压力的增加,所提出的宽带关联k分布模型与逐线计算的结果吻合较好,与文献报导的两个模型相比,不仅计算精度有所提高,而且对混合气体的处理更加简便灵活,因此更适于高压下烟气辐射特性的计算.

增压富氧煤燃烧烟气焓值计算方法的研究

在1 MPa压力及富氧条件下煤在炉内燃烧产生以CO2为主要成分的高温高压烟气,由于烟气中的CO2和水蒸汽均为距离液态较近的气体、且二者占95%以上的体积份额,不能视为理想气体,因此烟气的焓值不能采用常压锅炉燃烧烟气计算焓值的方法。将烟气看成是几种实际气体的理想混合物,基于热力学的维里方程和余函数,推导出增压富氧燃烧条件下烟气焓值的计算方程,基于实际工况进行了计算,并与假设为理想气体混合物的计算结果进行了比较,可为增压富氧燃烧热力设备的设计提供可靠准确的基础数据。

增压富氧燃烧回收烟气水分潜热的分析

增压富氧燃烧发电机组具有在较高烟气温度下回收烟气水分潜热的独特优势。以某300MW汽轮机组为研究对象,基于汽轮机变工况热力计算方法,计算分析了高压烟气中水分潜热加热凝结水对汽轮机热耗率与出力的影响,并与常压富氧燃烧进行了比较。结果表明,在增压富氧燃烧系统中采用排烟冷凝器,使汽轮机凝结水吸收烟气中水分的凝结放热和烟气的显热,随着烟气温度由190℃降至90℃,可使烟气水分含量由12.38%降至1.17%,回收了全部水分潜热的90.5%;与常压富氧燃烧相比,在机组额定功率下,汽轮机热耗率降低约5.8%;在汽轮机额定进汽量下,汽轮机功率增加约6.1%。

增压富氧煤燃烧烟气凝结换热的计算

针对含有少量水蒸气的增压富氧煤燃烧产生的烟气在竖直管内的对流凝结换热进行了分析研究.利用修正的膜模型与Nusselt凝结理论建立了换热数学模型,并对不同壁面温度、不同雷诺数和不同水蒸气份额下烟气的凝结换热进行了计算.结果表明:壁面温度升高时,烟气的凝结速率、换热流率和凝结液膜的厚度均减小;混合气体的雷诺数增大时,烟气的凝结速率和换热流率增大,凝结液膜的厚度减小;烟气中水蒸气的份额减小时,烟气的凝结速率和换热流率减小,凝结液膜的厚度减小不明显.