600 MW对冲燃烧锅炉分磨掺烧煤粉燃尽特性的模拟和试验研究

针对亚临界600 MW自然循环对冲燃烧锅炉燃用3种差异性较大的煤种,通过数值模拟结合现场试验研究了分磨配煤掺烧对降低飞灰含碳量的作用机制,建立了对冲锅炉分层燃烧混煤的燃料特性与燃尽率、飞灰含碳量的关联性,并提出了改善电站锅炉中煤粉燃尽特性的配煤原则。首先设定了3种极端的工况,以优质煤为主分别集中在燃烧器的上、中、下3层燃烧器中进行燃烧;再通过计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟发现优质煤在上层燃烧器分布且劣质煤在下层分布时,劣质煤在炉内的停留时间显著增加,其在上层高温区充分燃烧,飞灰含碳量低。同时,根据不同工况下各层燃烧器煤粉的热值、挥发分、灰分进行分析,发现热值差异性是影响其燃尽特性的主要影响因素;然后基于燃煤电厂实际运行条件,设置了更切合实际的配煤工况,并进行了数值模拟与现场试试验研究,发现各工况下呈现的煤粉总体燃尽特性符合上述规律,飞灰含碳量相比于电厂原始运行工况下降。最后得到配煤原则为:在充分考虑电厂实际运行条件的情况下,将高热值的煤种向中、上层燃烧器布置,而低热值的煤种向中、下层燃烧器分布。

超临界600 MW循环流化床锅炉燃用不同煤种燃烧特性及排放特性试验

在超临界600 MW循环流化床(CFB)锅炉上,对锅炉燃用不同煤质时的燃烧特性、排放特性和适应性进行了研究。结果表明:锅炉主辅机系统具有良好的煤种适应特性;锅炉燃用不同试验煤种均具有较高的燃烧效率,纯烧神华烟煤最高,为97.94%,纯烧设计煤最低,为94.76%,掺烧煤介于两者之间;锅炉采用炉内干法脱硫工艺,脱硫效率最高98.2%,最低94.8%,各试验工况SO2排放值均低于300 mg/m3,NOx排放值均低于200 mg/m3,满足现阶段污染物排放要求;点火试验表明设计煤的着火温度为430℃,着火温度中等。

旋流燃烧器内外二次风率变化对NO_x排放和燃尽率影响的试验研究

在西安交通大学1MW热态煤粉燃烧试验炉上,采用2台双调风旋流燃烧器对冲燃烧,对神华优质烟煤、河津劣质烟煤、长治贫煤这3种煤进行了热态模化试验。结果表明:内、外二次风率的变化,对NOx的生成和飞灰含碳量的影响较为显著,适当增加内、外二次风率时,有利于飞灰含碳量的降低,但同时也造成NOx排放量的增加;当内、外二次风率过大且过早地混入一次风中时,就会使得烟气中飞灰含碳量有所升高,同时也会使NOx排放量有所减少。

配燃尽风的旋流燃烧器对NO_x排放和燃尽率影响的试验研究

热态模拟试验是在1台1 MW的热态煤粉燃烧试验炉上进行的,用2台双调风旋流燃烧器对冲燃烧,并且在主燃烧器上方的不同位置还布置了燃尽风装置(OFA)。主燃烧器使用的是变截面的一次风管和碰撞环相结合,在一次风管内,风粉气流在惯性的作用下分离为外浓内淡的环状气流,从而实现了燃烧器喷口处沿直径方向的浓淡分布。通过对陕北神华优质烟煤、山西河津劣质烟煤和山西长治贫煤这三种特性相差较大的煤的燃烧对比实验,得到了燃尽风布置的相对位置变化,对NO_x的生成和对飞灰含碳量的影响作用,同时也得到了NO_x的生成和燃尽率之间的相互关系,以及对燃烧的稳定性、经济性的影响因素,其结果对工程设计和实际应用有着重要的指导意义。

径向浓淡旋流燃烧器NO_x排放和燃尽率的试验研究

在设计热功率为1 MW的热态模化实验台上,研究了带有燃尽风的径向浓淡双调风旋流燃烧器的运行特点,得到燃尽风布置的相对位置、一次风率、内二次风率、外二次风率以及二次风旋流强度对NOx生成和飞灰含碳量的影响.结果表明:旋流对冲的煤粉浓淡燃烧配合采用燃尽风(OFA)空气分级燃烧技术,对降低NOx的生成和减少飞灰含碳量非常有益;只有合理地设计和布置OFA燃烧器,才能在降低NOx生成量的同时,尽量减少飞灰含碳量;增大一次风率时,NOx的生成量先增加后减少,而飞灰含碳量先减少后增加;增加内、外二次风的旋流强度,NOx的生成量不断提高,而飞灰含碳量则呈现降低趋势.

径向外浓内淡旋流燃烧器NO_x排放和燃尽率的试验研究

在一台1 MW的热态煤粉燃烧试验炉上进行热态模拟试验,用两台双调风旋流燃烧器对冲燃烧,并且在主燃烧器上方的不同位置还布置了燃尽风装置(OFA)。主燃烧器使用的是变截面的一次风管和碰撞环相结合,在一次风管内,风粉气流在惯性的作用下分离为外浓内淡的环状气流,从而实现了燃烧器喷口处沿直径方向的浓淡分布。通过对陕北神华优质烟煤、山西河津劣质烟煤和山西长治贫煤这三种特性相差较大的煤的燃烧对比实验,得到了燃尽风布置的相对位置变化,一次风率、内二次风率、外二次风率的变化,内二次风、外二次风旋流强度等因素的变化,对NOx的生成和对飞灰含碳量的影响作用,同时也得到了NOx的生成和燃尽率之间的相互关系,以及对燃烧的稳定性、经济性的影响因素,其结果对工程设计和实际应用有着重要的指导意义。

600 MW旋流对冲锅炉燃烧器燃尽特性及其优化数值模拟

在实际运行中,旋流对冲燃烧锅炉的大风箱分配到同层各燃烧器的流量不均匀,显著影响煤粉的燃尽特性。然而,对该炉型锅炉炉内单个燃烧器的燃尽特性研究相对较少。基于此,以一台600 MW前后墙旋流对冲锅炉为对象,开展炉内燃烧器燃尽特性及其优化的数值模拟,探究燃烧器不同配风方式、旋流强度及出力对煤粉燃尽特性影响。模拟结果表明,下层燃烧器对应的飞灰含碳量高于中、上层燃烧器;中间燃烧器对应的飞灰含碳量(平均值约0.1%)低于两侧燃烧器(平均值约3%),这与现场测量的结果基本一致。侧墙附近燃烧器煤粉的不完全燃烧是锅炉出口飞灰含碳量的主要来源。适当减少中间燃烧器的风量并增加侧墙附近燃烧器的风量对中间燃烧器煤粉的燃尽特性影响相对较小,但能有效改善靠近侧墙燃烧器煤粉的燃尽特性(飞灰含碳量从3.0%降至1.6%以内);适当增加侧墙附近燃烧器二次风旋流强度或提高中间燃烧器出力、降低侧墙附近燃烧器出力,也可有效降低侧墙燃烧器对应的飞灰含碳量(2%以内),改善锅炉煤粉燃尽特性。

实际锅炉中煤粉燃尽率与飞灰含碳量的预测

建立了对实际锅炉煤粉燃尽率与飞灰含碳量预测的一维计算方法 ,将煤的燃烧特性与锅炉结构特性相结合 ,提出锅炉“煤性”与“炉性”相结合的计算方法 .

潞安配煤的高炉喷吹性能实验研究

将潞安煤样与神华煤样按不同比例混配,测定了混合煤样的燃烧率、反应性和爆炸性;结果表明,随着神华煤混入量增加至30%,混煤样的燃烧率和反应性都得到提高,属于弱爆炸性煤粉,适宜高炉喷吹。

基于神经网络的CFB锅炉灰渣含碳量预测

建立神经网络子母模型用于实时预测CFB(循环流化床)锅炉灰渣平均含碳量,其中子模型通过煤质参数得到煤质燃尽特性指数,母模型通过锅炉运行参数与煤质燃尽特性指数预测灰渣含碳量的实时值,训练后子模型和母模型的MAE(平均绝对误差)分别为0.343 2和0.974 7。将某热电厂现场CFB锅炉性能试验数据代入神经网络模型进行计算,得到灰渣平均含碳量预测值与真实值的MAE为0.84%,锅炉效率预测值与真实值的MAE为0.15%,证明模型具有较好的泛化性。最后,建立一个直接将煤质参数和锅炉运行参数作为输入参数的神经网络模型,训练后模型的MAE为1.038 0,灰渣含碳量和锅炉效率的预测值与真实值的MAE分别为1.29%和0.23%,误差大于使用子模型的预测误差,验证了子模型的必要性。

大唐灞桥热电厂发电机正极刷架故障分析及处理

大唐灞桥热电厂2台俄产TBф110 2ЕИУ型100 MW发电机运行中2次出现励磁接触器正极故障。根据观察、测量及分析,找出了发电机碳刷烧损事故的主要原因。在采取相应措施后,电刷温度明显降低,故障消除。