Low-NOx Combustion Retrofit and Running Adjustment for 600-MW Utility Boiler with Four-Corner Tangential Firing

Low-NOX combustion retrofit is performed by adopting staged combustion technology for a 600 MW utility boiler with a four-corner tangential firing system. The emission data of NOX before and after retrofit are compared and analyzed. The test results show that the emission concentration of NOX decreases obviously after the low-NOX retrofit. Additionally, the emission of NOX decreases by nearly 50% when the unit load is higher than 350 MW. It can also be concluded that the emission of NOX is influenced significantly by the amount of SOFA, the damper opening of auxiliary air, the differential pressure between the secondary air windbox and the furnace, and so on.

煤粉富氧燃烧CO_(2)富集特性与NO_(x)生成量模拟预测研究

分析了富氧下的煤粉燃烧特性、CO_(2)富集特性和NO_(x)生成特性,并模拟了CO_(2)富集和NO_(x)生成量的协同控制趋势。结果表明:与空气燃烧相比,富氧燃烧条件下CO_(2)富集分布与NO_(x)体积分数分布是负协同效应;不同O_(2)/CO_(2)体积分数比的富氧下,随着O_(2)体积分数的增加,炉膛出口的CO_(2)体积分数和NO_(x)体积分数都先上升到最大值后稍微下降,呈正协同效应,但出现拐点的O_(2)体积分数不同;CO_(2)富集到一定程度时,能有效抑制NO_(x)的生成量;在富氧条件下,可实现炉膛出口的高CO_(2)富集与低NO_(x)生成量的协同控制技术。

新型高效低NO_(x)排放CO助燃剂研究和工业应用

大部分催化裂化(FCC)装置采用CO助燃剂控制再生器CO尾燃,但存在加注量大、应用成本高以及烟气NO_(x)增加的问题。本研究开发生产出FCC新型高效低NO x排放CO助燃剂,实验室评价数据和工业应用结果表明:该助燃剂具有更高的助燃活性、更低的烟气NO_(x)含量、更好的水热稳定性和更强的抗硫失活性能,相比市售助燃剂,CO体积分数降低35.9%~40.2%,NO_(x)质量浓度降低15.9%~19.4%;应用新型高效低NO x排放CO助燃剂可减小NO x浓度波动,降低SCR(选择性催化还原)注氨量,降低运行成本,减少余热锅炉结盐,有利于装备长周期运行。

超低负荷下运行氧量对切圆锅炉燃烧稳定性和NO_(x)排放特性的影响

采用数值模拟方法,研究了超低负荷、不同运行氧量工况下某300 MW切圆燃烧锅炉炉膛温度、氧量、CO和NO_(x)的分布规律,分析其对燃烧稳定性和NO_(x)排放特性的影响。结果表明:与中、高负荷相比,90 MW和60 MW超低负荷工况下,高运行氧量时假想切圆难以形成,稳燃能力降低,深度空气分级燃烧系统的脱硝效果变差;当辅助风全关后,炉膛整体温度升高,着火距离缩短,假想切圆更易形成,燃尽距离增加,燃烧稳定性提升,截面平均NO_(x)质量浓度分别降低29%和24%;继续减少燃尽风风量使得运行氧量达到3.5%时,燃尽风区温度略有升高,NO_(x)排放量分别继续降低9%和10%;超低负荷下绝大部分NO_(x)为燃料型NO_(x),初期运行氧量的降低对修正后NO_(x)排放量的降低效果显著。因此,超低负荷下建议减少主燃区的辅助风,保持燃尽风不变,90 MW和60 MW负荷工况下运行氧量推荐值分别为6.5%和8.5%。

煤粉富氧分级燃烧NO_(x)排放特性的实验研究

开发煤粉高效清洁燃烧技术是实现“双碳”目标的有效途径之一。该文利用两段式高温滴管炉,研究煤粉高温富氧分级燃烧条件下NO_(x)排放的规律。结果表明:二次风量过大或过小均不利于抑制NO的生成,并且二次风氧气浓度和二次风量对NO_(x)的排放规律存在交互影响;NO_(x)排放浓度最低对应的最佳二次风氧气浓度随二次风量氧气系数的增加而减小。当二次风量氧气系数为0.4~0.5且二次风氧气浓度为30%~70%时,存在多组工况NO_(x)排放浓度满足超低排放要求,并且此时飞灰含碳量均低于8%。高温富氧分级燃烧能实现煤粉高效燃烧的同时直接实现NO_(x)的超低排放。

乙烯裂解炉用圆形低NO_(x)燃烧器燃烧情况数值模拟

以某裂解炉用圆形低NO_(x)燃烧器为例,通过建立几何模型、网格划分、模型选取、条件设置及迭代计算等过程运用CFD技术对炉内的燃烧情况进行了数值模拟,并对计算结果进行了分析,得到了炉膛内的燃烧流动和温度分布情况,为低NO_(x)燃烧器的研发和设计提供依据。

二次燃气入射角度对低NO_(x)燃烧器燃烧特性的影响

针对低氮燃烧器和烟气内循环的组合技术,设计了一种燃气分级和旋流燃烧相结合的天然气低氮燃烧器,利用FLUENT软件研究了二次燃气不同入射角度对燃烧器内流场、温度场和NO_(x)排放量的影响.结果表明:二次燃气入射角度为135°时,烟气回流区域最大,卷吸率(Kv)最高;随着二次燃气入射角度的增大,炉膛内温度均匀性提高,二次燃气入射角度为120°时,炉膛内温度不均匀度最低,偏斜率最小;随着二次燃气入射角度的增大,NO_(x)排放量逐渐减小.综合炉内燃烧状况和NO_(x)排放量可知,二次燃气入射的最佳角度是120°.

9E燃气轮机贫-贫模式燃烧及NO_(x)排放特性研究

采用数值模拟方法对9E燃气轮机LEC-III低氮燃烧室在贫贫模式下的燃烧特性进行计算,分析了流场、温度场和污染物NO_(x)的生成规律,比较不同燃料分配比对NO_(x)排放的影响。结果表明:在贫贫模式下,一级燃烧区、二级燃烧区均有高温火焰,呈现部分预混部分扩散的燃烧特性,NO_(x)排放浓度达到78.9ppm,与运行试验值吻合较好;燃烧室内形成3个流场回流区,有助于增强高温烟气掺混和火焰稳定性,文丘里组合件处的流速最高,可以防止回火;燃料分配比对二级燃烧区的NO_(x)生成影响显著,其最佳值在70%~75%范围时,达到NO_(x)排放最低且燃烧火焰分布合理。

基于垃圾焚烧锅炉低氮燃烧优化耦合SNCR条件下NO_(x)排放控制研究

低氮燃烧优化耦合SNCR脱硝工艺在常规煤粉炉中已得到广泛应用,而垃圾焚烧炉由于燃烧温度低、燃料成分复杂、运行调整参数较多,因此在该技术工艺下存在NO_(x)排放特性尚不明晰的问题。本文以六盘水某2×600 t/d垃圾焚烧炉为例,研究了燃烧方式优化调整对炉内NO_(x)生成浓度的影响规律和SNCR系统对NO_(x)脱除的效果,有效解决尿素耗量和氨逃逸水平较高的问题。结果表明,一次风分配对锅炉燃烧影响较大,综合飞灰可燃物含量和炉渣热酌减率参数,当一次风机分配在40%/40%/43%/43%/10%,烟气氧含量控制在7%时,焚烧炉生成的NO_(x)浓度最低。降低飞灰可燃物含量和炉渣热酌减率,可提高焚烧炉运行的经济性。在此基础上,通过喷枪位置及组合策略优化调整,可获得炉内低氮燃烧与SNCR最佳协同脱氮效果。

煤粉富氧分级燃烧NO_(x)排放特性研究

开发高效清洁的煤粉燃烧技术是实现“双碳”目标的有效途径之一,空气分级燃烧技术在煤粉燃烧初期形成还原性气氛且能有效抑制NO_(x)的生产但不利于煤粉燃烬,而采用富氧分级燃烧可延长煤粉在还原性气氛中的停留时间并抑制NO_(x)的生成及促进煤粉燃烬,因而很有必要研究二次风过量氧气系数、二次风氧气体积分数、空气分级系数等因素对煤粉富氧分级燃烧NO_(x)排放的影响规律。利用两段式滴管炉,研究滴管炉上段处于1300℃时富氧分级燃烧条件下NO_(x)的排放规律。实验结果表明:不同分级系数条件下,NO_(x)排放浓度最低对应的最佳二次风氧气体积分数(c_(2))随二次风过量氧气系数(α_(2))的减小而增大。当α_(2)>0.6时,NO排放浓度随二次风氧气体积分数的增加而增大;当α_(2)=0.4~0.5时,NO排放浓度随二次风氧气体积分数的增加呈先减小后增加的趋势;当α_(2)<0.3时,NO排放浓度随二次风氧气体积分数的增加而减小。富氧分级燃烧能显著降低NO的排放,α_(2)=0.3~0.6时,NO减排比例均高于75%,当α_(2)=0.3~0.5且c_(2)=50%~100%时,NO减排比例均高于85%,且飞灰含碳量均低于8%。烟气中N_(2)O和NO_(2)的排放浓度均相对较低,在富氧分级条件下NO_(2)的排放可忽略不计,N_(2)O排放浓度随二次风过量氧气系数的增加而降低,且增大氧气体积分数也能进一步抑制N_(2)O排放。

60 t/h煤粉预热燃烧锅炉宽负荷运行特性研究

为满足国家“双碳”目标下煤炭清洁高效利用领域的迫切需求,在工业锅炉、电站锅炉等领域开发了煤粉预热燃烧技术。煤粉先进入流态化预热燃烧器中高温改性,再进入锅炉炉膛分级配风燃烧,从而实现了煤高效、低氮燃烧,并在1台60 t/h煤粉锅炉上进行了技术验证。锅炉侧墙对冲布置了2只预热燃烧器,单只预热燃烧器设计热功率为26 MW,以烟煤为原料,在10%~100%负荷范围开展了6个不同负荷的锅炉运行特性和NOx排放特性试验研究,结果表明:该锅炉在各负荷下运行状态稳定、良好,无助燃条件下实现了10%超低负荷稳定运行;预热燃烧器各参数合理、循环状态稳定,满足锅炉宽负荷的运行要求;负荷下锅炉燃烧效率均在97%以上,10%、20%负荷下锅炉热效率大于85%,30%及以上负荷锅炉热效率均在90%以上;通过调整配风,锅炉各负荷下NO_(x)原始排放均低于50mg/m^(3)(φ(O2)=9%)。60 t/h煤粉预热燃烧锅炉的成功示范,为煤粉高效清洁灵活燃烧技术的发展和应用提供了重要支撑。

低NO_x高温空气燃烧技术

低NOx高温空气燃烧技术将传统的低NOx 燃烧技术与高温蓄热式燃烧系统有机地结合起来 ,具有热效率高、炉内温度分布均匀、NOx 排放量低等特点。本文介绍了高温空气燃烧技术 ,重点分析了高温空气燃烧技术中的低NOx排放的原理 。

1000MW超超临界锅炉低NO_x燃烧技术改造及性能优化试验

为降低NOx排放,某电厂对其1 000 MW超超临界锅炉进行了低NOx燃烧技术改造。改造后锅炉NOx排放质量浓度较改造前降低42%,但CO排放质量浓度、飞灰含碳质量分数较改造前均有上升。在分析改造前后锅炉燃烧工况变化的基础上进行了燃烧调整试验,通过改变省煤器出口O2体积分数、二次风配风方式、OFA风量和SOFA风量,研究了不同工况下锅炉燃烧及NOx排放特性。调整后锅炉在高负荷下CO排放质量浓度降至100 mg/m3以下,飞灰含碳质量分数降至1%以下。

煤炭掺氨燃烧基础研究与技术应用研究进展

能源安全和“双碳”目标影响着全球能源产业链供应链,对我国能源电力系统的安全高效和绿色低碳转型提出了迫切的要求。为保障能源安全,煤电在未来相当长一段时间内仍是我国电力供应安全及可再生能源消纳的重要支撑。为实现碳中和,能源系统逐渐从主要依赖化石能源转向以可再生能源为主,但可再生能源的间歇性、随机性、波动性特点使得电力系统调节更加困难,系统平衡和安全问题更加突出。在这种情况下,以氨为代表等零碳燃料在处理可再生能源的间歇性方面发挥着不可或缺的作用,其既可作为长时大规模储能的载体来实现可再生能源大规模消纳,又可灵活地用在锅炉等动力设备中直接替代燃用。然而,由于零碳燃料与化石燃料在理化性质上的差异,导致零碳燃料在燃用过程中存在如火焰稳定性差、易生成氮氧化物等问题,给氨燃料的大规模利用带来了挑战。为此,从煤炭掺氨燃烧的可行性、经济性和必要性出发,对氨煤共燃的化学反应动力学、燃烧特性(着火、稳燃)和污染物生成特性(NO_(x)、飞灰颗粒物和碳烟生成)进行了全面综述,并讨论了以无量纲准则数为基础的燃烧器模化放大准则,详细探讨了现有工业级氨煤燃烧器高效稳定燃烧控制策略,C—N燃料分级、空气分级及其联合控制均有效降低NO_(x)的排放,未来融合人工智能、大数据及数字孪生等信息化技术,有望从源头为下一代面向双碳战略的新型绿色动力发电系统的研发提供科学支撑和路径参考。

燃烧调整降低锅炉NO_x排放的试验研究

对于现今已采用低NOx燃烧技术的电站锅炉,燃烧调整是降低NOx排放的主要方法。通过对某电厂1025t/h锅炉进行燃烧调整试验研究,分析了电站锅炉运行参数对NOx排放量的影响,确定了锅炉低NOx运行方式,为锅炉的低NOx运行起到了指导作用。

低温燃烧法制备La_(1-x)Cs_xFeO_3复合氧化物及其贫燃条件下对NO催化净化的活性与机理

采用低温燃烧合成法制备了Cs掺杂的La1-xCsxFeO3 系列复合钙钛矿氧化物。X射线衍射分析和IR结果表明:x=0 0-0 6时都形成了钙钛矿结构。催化性能测试发现,x=0 5时催化活性最好,TPR分析证明:其催化活性与高价铁离子的出现及氧空位有关。

多重富集低NO_x燃烧器及其在65t/h锅炉上的应用实践

介绍了一种新型多重富集低NOx燃烧器的结构原理及其在一台65t/h锅炉上的应用情况。应用结果表明,该燃烧器保持了多重富集燃烧器的优良着火稳燃特性,并且有很好的低NOx燃烧性能。与原来的燃烧器相比,采用这种新型燃烧器后,炉膛结焦现象有所改善,飞灰含碳量略有下降,排烟温度没有明显变化。

煤粉预热低NO_(x)燃烧技术进展

燃烧过程中控制NO_(x)生成是最直接经济有效的低NO_(x)燃烧技术。煤粉预热-燃烧技术以其巨大的低NO_(x)燃烧潜力逐渐得到重视。煤粉预热-燃烧技术降低NO_(x)生成的主要思路在于:煤粉进入炉膛燃烧前,通过设置独立的高温低氧强还原性物理空间对煤粉进行预热,挥发分在预热区内快速析出并进行相应转化,促进挥发分N的释放并增加挥发分N还原为N_(2)的比例,从而降低煤中N被氧化成NO_(x)的概率;在此基础上,通过结合空气分级和MILD燃烧等低NO_(x)技术对预热产物进行相应的燃烧组织,进一步降低预热产物燃烧过程中NO_(x)的生成。现阶段煤粉预热-燃烧技术根据预热热源与装置的不同可以分为燃气辅热式煤粉预热-燃烧技术、流化床煤粉预热-燃烧技术、燃烧器煤粉预热-燃烧技术。其中燃烧器煤粉预热-燃烧技术通过优化设计,将煤粉自预热技术与径向及轴向多级逐级配风技术、燃料浓淡分离与分级送粉等技术有机结合,在保证高效低NO_(x)同时,具备低成本与改造灵活性的优势。实际应用结果表明:燃烧器煤粉预热在运行稳定性、变负荷适应性及低NO_(x)燃烧方面均表现出优异性能。

纳米SrCe_(0.95)Y(0.05)O_(3-x)陶瓷粉的制备与烧结

采用基于Pechini法的低温燃烧工艺制备了SrCe0.95Y0.05O3-x(SCY)前驱物.前驱物在900℃经0.5 h的煅烧处理即可得到纯的粒度在7～25 nm范围内的SrCe0.95Y0.05O3-x固体电解质纳米粉.将煅烧的粉体在18 MPa压力下压成片状的素坯,在900～1 500℃的温度范围内于空气中烧结索坯10 h.用X射线衍射(XRD)表征煅烧粉体的晶体结构,用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)表征了煅烧粉体和烧结体的形貌和粒度,采用阿基米德法测量了烧结体的密度.结果表明:温度达到1 000℃时,烧结体的径向收缩率和密度随着温度的升高而显著增加;温度达1 300℃时烧结体的径向收缩率和密度趋于恒定,得到相对密度高于96%、平均粒径约为3.68 μm的SrCe095Y0.05O3-x固体电解质陶瓷体.

Babcock双调风旋流煤粉燃烧器在1650t/h锅炉低NO_X燃烧试验研究

为实现低NOX燃烧,在配置Babcock双调风煤粉旋流燃烧器的1650t/h锅炉进行了NOX生成与排放控制燃烧试验。针对试验情况,分析燃烧中影响NOX生成浓度的主要因素。试验结果表明:这种燃烧器通过合理调整内、外二次风挡板开度,可实现低NOX燃烧。