不带外置床的700 MW超超临界循环流化床锅炉失电后水冷壁安全计算分析

通过对某660 MW电厂失电事故过程中烟气温度、蒸汽温度及工质流量的变化规律进行分析,得到了炉膛密相区、过渡区及稀相区热负荷随时间的变化规律。在此基础上,以某700MW超超临界循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉为对象,建立了失电事故发生后水冷壁内的流动传热计算模型,开发了以Fortran语言为基础的水冷壁内瞬态特性计算程序。分别对密相区、过渡区及稀相区进行分析,通过计算得到了失电后的水冷壁壁温及出口工质温度等热力参数的变化规律。计算结果表明:失电后水冷壁密相区出口的最高壁温为558.6℃,稀相区出口的最高壁温为579.6℃,不需要配备紧急补水泵来保证失电后水冷壁的安全。研究结果可为电厂处理超超临界CFB锅炉失电事故提供指导。

碳中和背景下循环流化床燃烧技术在中国的发展前景

循环流化床(CFB)燃烧技术因其独特的低成本污染控制优势得到了高度重视,近年来我国在此领域的技术发展取得了长足的进步。回顾了我国CFB燃烧技术的发展历程,从最初的跟踪学习到技术创新,走出了一条适应中国国情的独立创新发展道路,先后开发出高性能CFB锅炉、节能型CFB锅炉和超低排放CFB锅炉,同时提高蒸汽参数和大型化,引领了CFB技术的国际发展。目前我国成为世界上CFB锅炉最大的设备供应商和使用者,CFB发电机组作为我国燃煤发电体系中的重要组成部分,为可靠廉价电力供应和劣质燃料消纳做出了重要贡献。碳中和条件下,煤炭作为保底能源在电力系统安全托底中不可或缺。作为低热值煤以及难燃高硫无烟煤的高效清洁发电利用的主要方式,CFB锅炉应在深度调峰和快速变负荷灵活性方面展现更大优势。结合新能源高比例消纳的调峰需求,可以开发粉煤CFB锅炉技术、探索分布式小容量高参数CFB锅炉、挖掘CFB机组0~100%负荷长周期压火与快速热态启动潜力,进一步提高CFB机组运行灵活性;在运行灵活性基础上发挥CFB锅炉燃料灵活性的优势,突破高硫无烟煤超超临界高效发电与超低排放同步实现的难题,消纳煤炭绿色开采洗选副产的劣质燃料,纯烧或者掺烧城市污泥、生活垃圾、生物质等低碳可燃废弃物,开发灵活性下的超低排放控制技术,实现CFB机组智能化,助力我国能源结构转型发展。

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。

SCR法烟气脱硝催化剂及其应用特性的探讨

在介绍SCR法烟气脱硝催化剂工作原理的基础上,着重阐述了3种典型催化剂的技术特点;并分析了影响SCR催化剂性能的一些因素以及应对措施。最后,对SCR催化剂的发展方向以及催化剂国产化提出了一些建议。

燃用高钙烟煤的CFB锅炉NO_(x)排放控制设计和运行特性

以某350 MW超临界循环流化床(CFB)锅炉燃用高钙烟煤为例,根据燃料特性以及NO_(x)生成机理,在CFB锅炉方案设计时采取有效的NO_(x)排放控制措施。锅炉实际投运后,在煤中氮元素数倍于设计值情况下,仍能通过燃烧控制结合脱硝装置满足宽负荷超低排放要求,符合设计预期,具有高效、清洁、灵活和经济运行特点,符合国家煤电高质量发展方向。

800 t/h循环流化床锅炉关键技术的研究与应用

基于某石化企业800 t/h高温超高压循环流化床锅炉的设计条件,为提高锅炉的可靠性与经济性,深入研究了炉内防磨技术、冷却式分离器出口烟道技术、等压二次风箱技术等关键技术。结果表明,采用炉内防磨技术有效减缓了水冷壁、分离器、尾部受热面的磨损现象,锅炉可靠性显著提高;采用冷却式分离器出口烟道技术,浇注料用量降低,锅炉散热损失减小;采用等压二次风箱技术,布风均匀性得到提高,燃尽性也大大改善。锅炉自运行以来,运行稳定,运行参数优于设计要求,具有良好的可靠性和经济性。

山西省火电机组调峰收益分析

研究了山西省电力辅助服务市场运营规则,以某300 MW火电机组为例,分析了该火电机组在不同调峰负荷条件下的机组收益。结果表明,当机组在收益零点负荷以上运行时,标煤价格是影响机组收益的主要因素;当机组在收益零点负荷以下运行时,机组收益主要取决于调峰收益。因此,提高火电机组深度调峰能力,增加调峰收益是未来火电机组发展的重要方向之一。

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循环流化床锅炉热平衡特性研究

在比较了目前世界上进行CFB锅炉热平衡测试的标准的基础上,采用中国的DL/T964-2005标准对国内某300 MW CFB锅炉的热平衡研究,主要结论如下:300 MW CFB锅炉烧无烟煤在司炉习惯性操作下的热效率高达91.8%,在Ca/S摩尔比为1.567的情况下,锅炉的脱硫效率高达91.51%,同时NOx的排放浓度仅为79 mg/Nm3。并分析了排烟损失大的原因,研究了不同负荷下锅炉各部分热负荷比例分配关系和厂用电的情况。

660 MW超超临界CFB锅炉失电壁温计算及运行措施

超超临界循环流化床锅炉发生失电时,保证锅炉受热面安全至关重要。对超超临界循环流化床锅炉在失电事故后影响受热面安全性的因素进行分析,根据质量、动量、能量守恒以及金属管壁蓄热方程组成的锅炉汽水系统非稳态流动传热计算模型,开发出锅炉汽水系统动态特性计算软件,用于计算锅炉失电工况受热面工质温度及金属壁温随时间的变化规律。通过计算得到了锅炉发生失电事故后保证受热面安全措施为高压旁路阀以40%BMCR的流量进行排汽,且最短排汽临界时间为110 s,同时省煤器进口需以140 t/h的流量补水。可知该工况下水冷壁、低温过热器、中温过热器、高温过热器工质温度及管壁温度随时间先上升再下降,管壁温度最高值均低于受热面选材的允许使用温度。该措施可保证超超临界CFB锅炉在失电事故下各受热面的安全,解决了CFB锅炉发生失电事故后受热面超温问题,为电厂运行提供指导。

纯烧准东煤新型流化床锅炉热力计算方法解析与应用

准东煤由于高钠特性,燃烧过程中带来了严重的沾污结渣问题,限制其广泛使用。借鉴现有循环流化床锅炉热力计算方法,对纯烧准东煤新型流化床锅炉开展热力计算,验证锅炉在不同负荷下运行参数。结果表明:通过优化热力计算参数建立了1套包括炉膛及分离器热平衡计算、物料平衡计算等在内的适用于某化工厂现役325 t/h循环流化床锅炉的热力计算方法,计算得出的炉膛及各级受热面进出口烟气温度及工质温度计算值与实测值基本一致,可通过锅炉变负荷或变煤种工况,计算实际运行相应参数,为锅炉运行提供参考。同时,对纯烧准东煤新型循环流化床锅炉,运行实测值与理论计算值之间的差别进行了分析。

纯烧准东煤循环流化床锅炉设计与运行研究

准东煤中碱金属和碱土金属含量高,在燃烧过程中极易引起受热面结渣沾污,影响锅炉的安全稳定运行。根据准东煤的煤质特点,分析准东煤燃烧过程中的结渣沾污机理,提出纯烧准东煤循环流化床锅炉设计方案,通过调整受热面的布置方式,使对流受热面避开碱金属蒸气的易结渣沾污温度区间,并开展工程验证。结果显示:不同负荷下锅炉能够稳定运行,且效率均超过93%。在锅炉纯烧准东煤6个月后,受热面表面仅有松散浮灰,表明锅炉可长期纯烧准东煤且不会产生结渣沾污现象。

220t/h CFB锅炉提质增效改造技术应用

随着“双碳”目标的提出,国内大批中小型燃煤热电联产循环流化床(CFB)锅炉机组的提质增效势在必行。通过分析一220 t/h高温高压CFB锅炉运行中存在的问题,提出了相应的提质增效技术方案。通过入炉燃料粒度优化、旋风分离器改造、炉内受热面改造、深度分级燃烧改造等技改措施的实施,使锅炉运行实现了提质增效。

输电线路无人机全自主巡检方案

为能够大幅提升巡检运行监测数据的可用性与准确性,对输电线路的监测轨迹进行优化设计。文章主要介绍了输电线路无人机全自动巡检的发展现状、巡检模式、无人机巡检技术的种类及无人机自主飞行技术的相关内容,提出了输电线路无人机全自主巡检优化方案,论述了当前无人机自主巡检技术的应用,以期为相关工作人员提供帮助。

多级蒸汽耦合循环流化床锅炉方案设计

基于某330 t/h高温高压循环流化床锅炉的设计条件与两级外来蒸汽的参数,研究耦合两级外来蒸汽对循环流化床锅炉的影响,提出针对性的设计方法和技术措施。结果显示:外来蒸汽经长管道运输后会带水,进入锅炉受热面前需设置汽水分离器以保护下游受热面;锅炉热力系统可以耦合一定量的外来蒸汽,330 t/h锅炉主蒸汽系统可接受80 t/h与汽包压力等级相当的外来蒸汽一,尾部独立受热面可接受35 t/h低压外来蒸汽二。通过多种手段,可以在该项目循环流化床锅炉上耦合两级甚至多级外来蒸汽。

130 t/h燃用生物质循环流化床锅炉设计及优化

介绍东方锅炉130 t/h生物质CFB锅炉的设计特点,对锅炉在运行过程中出现炉内温度水平低、给料口烟气反窜的问题进行分析。结果显示:燃料含土率过高是炉内温度水平低的主要原因,而燃料含土率过高和给料系统缺陷是导致给料口烟气反窜的主要原因。通过对炉内温度水平低、给料口烟气反窜问题进行分析并提出改进建议。

循环流化床锅炉抵御沾污的对策

对循环流化床(Circulating Fluidized Bed,CFB)锅炉燃用典型高钠煤及解决方案进行了综述。首先对比了沾污与结渣的特点与区别,明确目前尚无成熟可靠的方法来解决沾污问题。接着从沾污生成机理着手,分析了沾污的生成过程,阐明沾污通常还伴随着腐蚀。然后根据CFB锅炉的特点,论述其低燃烧温度及气固两相流动在抵御沾污方面的优势,并根据试验结果及现场实际锅炉的运行情况阐述了CFB锅炉的沾污特性。最后,根据CFB锅炉的沾污特点,总结了CFB锅炉燃高钠煤时防止沾污的措施。

660MW超临界CFB锅炉机组跳闸后受热面安全性计算分析

在超临界循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉是否需要配备紧急补水泵一直存在争议。以某电厂660MW超临界CFB锅炉为研究对象,建立超临界CFB锅炉在机组跳闸后受热面内的流动传热计算模型,开发以Fortran语言为基础的受热面内瞬态特性计算程序。以机组某次跳闸为例,计算得到受热面的热力参数随时间的变化规律,并与实炉测量数据进行比较,结果表明二者较为一致。在此基础上,研究不同紧急补水泵输水量及投运时间对锅炉受热面安全性的影响。计算结果表明,机组跳闸后紧急补水泵输水量为500t/h并在跳闸后2min内投运可以保证受热面壁温安全。研究结果对于带有外置床的超(超)临界CFB锅炉紧急补水泵选型及流量、压头确定具有重要意义。

660 MW超超临界CFB锅炉失电事故下受热面安全性分析及紧急补水泵选型

以某电厂660 MW超超临界循环流化床(CFB)锅炉为研究对象,建立了锅炉在失电事故发生后受热面内的瞬态流动传热计算模型,开发了以Fortran语言为基础的受热面内瞬态流动传热计算程序,通过计算得到了锅炉失电后考虑金属管壁蓄热时受热面出口工质温度和管壁温度等热力参数的变化规律。结果表明:该CFB锅炉配备压力为35 MPa、输水量为140 t/h的紧急补水泵可以保证受热面壁温安全,研究结果对带有外置床的超(超)临界CFB锅炉紧急补水泵选型及电厂处理此类事故具有重要意义。

循环流化床外置换热器壁温偏差改进措施

为了解决660 MW超超临界循环流化床锅炉外置换热器中受热面的壁温偏差问题,通过数值计算,复现600 MW超临界循环流化床锅炉外置换热器壁温分布,并将该方法应用到相同尺寸的超超临界循环流化床锅炉外置换热器壁温计算中.通过对边壁区域3片管屏工质节流,从工质侧解决超超临界循环流化床锅炉外置换热器壁温偏差问题,使受热面计算壁温偏差控制在30℃以内,实现受热面管材安全运行.通过冷态试验,发现颗粒侧传热系数沿外置换热器宽度方向呈现马鞍形的双峰分布,传热系数最大值出现在距离边壁约0.2倍宽度范围内,通过调整边壁区域气体速度可以提高该区域的传热系数,为运行过程减缓局部偏差提供参考.