燃尽风对超临界锅炉燃烧过程的影响

针对燃尽风配风比例对炉膛燃烧影响及污染物生成的问题,基于Fluent商业软件平台,对一600,MW前后墙对冲燃烧锅炉的燃烧过程进行了数值模拟.模拟结果与实验结果吻合较好.详细讨论了燃尽风配风比例对温度场、NO_x生成量以及未燃尽碳含量的影响,指出燃尽风的投运可以减少NO_x的生成,过高的燃尽风比例会导致高温区分层,并且对于特定煤种存在最优化投运比例,为电厂优化运行提供了一定的参考.

基于CFD数值模拟的炉排型垃圾焚烧炉防结渣结构优化

为解决垃圾焚烧炉后拱区域积灰结渣的问题,以某300 t/d炉排式垃圾焚烧炉为研究对象,制定了3种方案对炉型结构进行优化。采用数值模拟的方法对炉内燃烧过程进行热态模拟,采用高温转子黏度计测量渣样的黏温特性,进而分析垃圾焚烧炉的积灰结渣特性。基于灰颗粒沉积模型对比不同方案下飞灰颗粒与壁面的撞击、黏附行为。结果表明:方案C是最优的炉型结构;相比方案A,方案C炉内流场均匀性大幅提升,后拱区域温度过高的现象消失;飞灰颗粒与后拱壁面的碰撞频率最低,较方案A下降了6.88%;方案C下飞灰颗粒的黏附概率最低,在1425~1433 K温度范围内粒子黏附在壁面上的概率约为13.5%,这部分飞灰颗粒占比仅0.08%。

垃圾焚烧炉喉口壁面结渣特性

为研究垃圾焚烧炉壁面结渣特性,现场采集了喉口区域前拱壁面、后拱壁面和侧墙壁面的3块渣样,结合灰熔点测试仪、扫描电镜、能谱分析和X射线衍射分析研究了渣样的熔融特性、微观形貌、元素分布和物相组成等物化性质。针对分层现象明显的渣样,沿渣样生长方向进行了元素分析和物相分析。分析测试结果表明,3块渣样的特征温度差值较小,且软化温度小于1260℃,均属于易结渣灰;通过扫描电镜观察到3块渣样的微观形貌基本相似,主要为岩石状颗粒,说明垃圾焚烧形成的灰粒未经历熔融球化过程直接黏附在炉膛壁面或渣样表面;渣样中K、Na和Al三种元素的分布规律一致,其含量均沿渣样生长方向逐渐减少。K、Na、Al三种元素形成了熔点1130℃的KAlSi_(3)O_(8)、熔点1100℃的KAlSi_(2)O_(6)和熔点1100℃的NaAlSi_(3)O_(8),3种低熔点长石熔化后具有黏性,易凝结沉积在壁面或渣样表面;沿渣样生长方向,Ca元素含量逐渐增加,Si和Ca元素含量比值稳定在0.8~1.1;通过物相分析发现Si和Ca两种元素形成了渣样中最主要的物质Ca_(2)MgSi_(2)O_(7),熔点为1450℃;Ca_(2)MgSi_(2)O_(7)的高熔点特性决定了渣样生长到一定厚度,渣样外层发生高温熔融,可阻止渣样继续生长。

液态排渣炉燃烧过程的数值模拟

针对一台液态排渣旋风炉在不同配风方案下炉内燃烧过程和NOx分布进行三维数值模拟分析,建立液态排渣旋风炉内的流动和燃烧的数学模型,针对近壁燃烧的情况采用trap方式对炉内随气流运动的颗粒进行壁面捕捉.计算结果详细描述炉内的流场组织、温度场、氧气质量分数及不同配风情况下的NOx分布情况,并与该炉运行实验数据进行比较验证.计算结果显示,3种配风方式下液态排渣炉的燃烧均较为完全;相比较其他配风方式而言,分级配风方式下燃烧温度场分布更为均匀,顶部旋流二次风和切向二次风的共同作用加强了炉内气流的扰动,强化了炉内燃烧,使得整个炉膛的温度水平均维持在较高温度段,能够提供足够高温的烟气以满足裂解要求;同时下2层二次风强化了炉内水煤浆颗粒的燃烧,能够更好的抑制NOx的生成,采用分级配风方式下炉膛出口NOx质量浓度可低至684mg/m3,可以有效减少NOx排放.

燃尽风配风比例对1000MW超超临界锅炉炉内燃烧过程影响的数值模拟

基于Fluent商业软件平台,对1000MW单炉膛双切圆锅炉的燃烧过程进行了数值模拟,模拟结果与试验结果吻合较好。讨论了炉膛速度场与温度场的发展特点以及相互之间的协同性,同时也探讨了燃尽风投运比例对炉膛温度、炉膛充满度以及飞灰中未燃尽碳数量的影响,得到的经验性结论,可为电厂锅炉的优化运行提供参考。

优化配风对NO_x生成的影响

对一台1,000,MW超超临界锅炉中燃尽风(OFA)对NO_x生成的影响进行了数值模拟,分析了燃尽风配风比例以及燃尽风的SOFA喷口风门位置对出口NO_x的影响.结果表明:随着燃尽风配风比例的提高,由于主燃区过量空气系数减小导致还原性增强以及燃烬风补入空气对整体烟气的温度稀释和NO_x体积分数稀释的增强,使得出口NO_x体积分数降低.而上移SOFA喷口风门位置,由于拉长了还原区的长度导致出口NO_x降低.

基于Fluent的省煤器输灰管弯头流场数值模拟

针对火力发电厂粉煤灰气力输送时经常发生管道弯头磨穿的情况,设计了特殊几何结构的防磨弯头。选取两种不同几何结构的弯头,对其内部的气固两相流流场进行了数值模拟,并对其防磨特性进行了比较分析。

烟气再循环对生物质炉排炉燃烧影响的数值模拟

针对生物质锅炉实际运行过程中常出现水冷壁腐蚀严重、屏式过热器积灰多和NOx排放量高等问题,以一台某电厂额定蒸发量为130 t/h的生物质往复式水冷炉排炉为研究对象,提出二次风掺混再循环烟气燃烧的方法,采用计算流体力学(CFD)数值模拟技术对炉内燃烧过程进行热态模拟,旨在为锅炉的实际运行操作提供理论指导.计算结果表明,采用烟气再循环可以增强炉膛上部气流扰动,改善炉内温度分布的均匀性,提高燃尽率,同时降低屏区火焰温度,减轻大屏积灰结渣风险;后墙下二次风掺混再循环烟气后,主燃区形成还原性气氛,温度下降,有效抑制热力型NOx的生成.后墙下二次风掺混30%再循环烟气的工况炉内气流均匀饱满,高温烟气分布从炉膛深度中心向前、后墙两侧稳定下降,NO_x排放质量浓度相对于无再循环烟气时减少了32.1%.

垃圾焚烧烟气臭氧同时脱硝脱汞反应动力学研究

近年来,臭氧多种污染物一体化脱除技术在大气环境治理方面得到了广泛应用。臭氧作为一种强氧化剂,除了可将烟气中的NO深度氧化外,还可实现对微量重金属元素Hg的氧化脱除。通过建立臭氧与多种烟气污染物的反应动力学机理,采用Chemkin Pro软件,对某垃圾焚烧烟气臭氧同时脱硝脱汞过程进行反应动力学模拟。通过对NO、Hg与O_(3)反应的敏感度系数分析,得到O_(3)对NO和Hg氧化的关键基元反应,从而提出O_(3)和Hg的氧化反应路径;并进一步改变原烟气的初始参数,探究烟气温度、摩尔比和反应时间对NO和Hg脱除过程的影响。模拟结果表明,随着O_(3)/NO摩尔比增大,NO和Hg的氧化脱除效率增大。温度对于O_(3)深度氧化NO过程和Hg氧化脱除过程均有显著影响,温度过低,反应速率较慢,氧化过程延长;温度过高,反应速率加快,但由于中间产物的氧化分解,导致总体氧化脱除效率降低;NO深度氧化为N_(2)O_(5)的反应时间远大于初级氧化为NO_(2)的反应时间,深度氧化时间为5~8 s,最佳反应温度为60~80℃;垃圾焚烧过程产生的HCl气体对Hg氧化具有促进作用,Hg氧化为Hg2+的反应时间在4~6 s,最佳反应温度在110℃左右,最终氧化产物为HgO和HgCl2。

垃圾焚烧炉烟气再循环改造的数值模拟与试验研究

对山东某500t/d垃圾焚烧炉排炉烟气再循环技术改造项目进行了研究,重点关注了烟气再循环对脱硝效果、燃尽率和运行经济性的影响.对六种焚烧炉运行工况进行了现场试验和数值模拟,数值模拟结果在火焰形态、温度分布、NOx变化趋势等方面与运行结果吻合良好.研究结果表明烟气再循环率对垃圾焚烧炉内NOx生成影响较大;NOx同时受炉内温度与O2含量的影响,过量空气系数越小NOx排放越低;相比改造前,烟气再循环可以实现在不提高运行费用的条件下联合SNCR将NOx排放控制在100mg/m3以下.经济性分析结果表明,烟气再循环技术相比其他脱硝技术具有较为明显的环保效益和经济效益,并且几乎不影响料层燃尽.

焚烧炉烟气再循环配风优化设计研究

以一台日处理量为300 t的生活垃圾焚烧炉排炉为研究对象,进行烟气再循环配风优化设计,给出九种不同的再循环喷口布置方式,通过数值模拟方法对炉内燃烧过程进行热态模拟,考察不同方式下烟气再循环对NO_(x)脱除效果、炉内温度场和流场的影响。结果表明,再循环率为15%时,烟气再循环可达到脱硝率在11%~32%范围,脱硝率曲线存在两个高峰区,对应的再循环方式分别是喷口布置在后拱中部和焚烧炉出口附近;在实现低氮效果的同时,优化的再循环设计还可实现提高燃烬率、有效改善炉内温度和速度分布,具有很好的应用推广价值。

垃圾焚烧炉烟气再循环率分析

针对典型的生活垃圾焚烧发电系统,通过数值模拟和热力计算方法对烟气再循环率进行分析。烟气再循环率与系统安全可靠性、炉膛温度、炉内流场、脱硝效果、成本与收益等因素密切相关,结果显示烟气再循环率为10%~40%时,脱硝率为23%~47%,可以发挥较好的低氮燃烧效果,低于10%时,脱硝和扰流促燃效果不显著;烟气再循环率达到30%以上时,经济性变差,可能会影响炉膛温度控制,超出系统设备负荷,影响安全可靠性,并且脱硝速率变缓。综合分析表明烟气再循环率为10%~25%时,能够兼顾脱硝效果、燃烧效果、系统安全可靠性以及经济性,是推荐的运行范围。

中国城市入炉生活垃圾热值分析

为分析垃圾热值与地理区域、季节、年份等的关系,选取国内有代表性的46座城市生活垃圾焚烧发电厂为研究对象,在收集和整理大量运营数据后,计算得到入炉生活垃圾的热值。研究结果表明:南方地区垃圾热值普遍高于北方,东南沿海经济发达地区的城市生活垃圾热值最高,其中广东、江苏和浙江入炉垃圾热值均在7400 kJ/kg以上;四季分明的城市,春季和冬季城市生活垃圾热值明显低于夏季和秋季,不同季节入炉垃圾的热值最大相差8%~22%;各城市生活垃圾热值逐年增长。

垃圾焚烧炉烟气再循环技术分析及应用

基于典型的垃圾焚烧炉系统,对烟气再循环技术进行分析。通过对比不同的技术路线后给出合理的方案及设计要点;通过分析烟气再循环与焚烧系统的相互影响,给出不同工况时的运行控制方式。为烟气再循环技术在垃圾焚烧炉中的设计、应用和改造提供参考。

生活垃圾焚烧炉防结焦优化设计

通过探究生活垃圾焚烧炉结焦产生的机理,分析其影响因素,从炉膛结构入手,采用CFD数值模拟技术对焚烧炉膛结构进行防结焦优化设计评估。结果表明,防结焦优化设计可有效改善、延缓焚烧炉喉口区域的结焦现象,并在北方某250 t/d生活垃圾焚烧炉实施防结焦的优化改造,运行一年多,期间未再因结焦而导致停炉,改造后的炉膛对料层燃烧、炉温控制等无不良影响,有效延长了生活垃圾焚烧炉的运行周期。