330 MW机组煤粉锅炉耦合油污泥低负荷燃烧数值模拟与试验研究

针对含油污泥的无害化处置问题,提出预处理后送入煤粉锅炉与煤粉耦合燃烧的技术路线,在330 MW机组四角切圆锅炉上做了改造,并进行了含油污泥的热重分析及含油污泥入炉后的数值模拟,开展了油污泥入炉低负荷稳燃试验。结果表明:含油污泥具有易着火且热值接近动力煤的特点,可提高锅炉低负荷稳燃能力;含油污泥入炉后火焰中心略微下移,排放的烟气NO_(x)量有所降低;锅炉最低稳燃负荷率可低至20.00%,对应燃烧器层炉膛温度上升30~50℃,煤粉燃烧器火检信号更稳定,飞灰含碳量从4.79%降至3.80%,证明了油污泥对低负荷工况下煤粉燃烧的促进作用;120 MW负荷下含油污泥入炉后,锅炉效率提高约0.23百分点,可降低供电煤耗率约0.7 g/(k W·h),含油污泥热值可替代标准煤约3.7 t/h,节能效果显著。

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。

烟气再循环对350 MW CFB锅炉深调运行特性影响

为解决超临界CFB锅炉超低负荷时流化安全性及NO_(x)超低排放,引入烟气再循环技术,以某电厂超临界350 MW CFB锅炉为研究对象,搭建了循环半干法脱硫后烟气的再循环辅助调峰系统,基于运行实测数据,研究该锅炉在30%~60%负荷率下烟气再循环对平均床温、分离器入口温度、排烟温度、炉膛出口烟气NO_(x)、CO质量浓度、飞灰及底渣可燃物含量、汽水参数等运行参数的影响,试验结果表明:烟气再循环协同下,30%~60%负荷SNCR脱硝后NO_(x)最终排放小于50 mg/m^(3),30%负荷实现锅炉原始NO_(x)超低排放;床温降低15~22℃,炉膛出口烟温提高10~13℃,主再热汽温在558℃以上;随锅炉负荷降低,飞灰及底渣含碳量升高,CO质量浓度未见大幅增加;40%负荷炉膛二次风SNCR脱硝NO_(x)降幅约15 mg/m^(3);负荷上升/下降变化最小速率1.23%Pe;30%负荷及以上保持干态运行,水冷壁壁温最大偏差55℃,屏过及屏再最大壁温差分别55、47℃,均未出现壁温超温。

超低负荷下660MW塔式锅炉低氧工况下燃烧过程数值模拟研究

针对锅炉在超低负荷下运行时通常过量空气系数较高,导致NO_(x)浓度较高的问题,采用数值模拟的方法研究锅炉在低氧工况下不同给煤位置的燃烧特性和NO_(x)排放特性.结果表明:50%与30%汽轮机热耗率验收(THA)工况下采用相同磨煤机组合运行时,速度、烟气组分、温度分布规律类似,进粉位置上移导致主燃区上部温度升高且分布更均匀,切圆半径逐渐减小,燃尽风消旋作用使混合增强,因此有利于燃烧的稳定.2台磨煤机运行相比3台局部煤粉浓度更大,主燃区的燃烧温度更高,导致更多NO_(x)生成;30%THA工况下,当下层磨煤机运行时冷灰斗附近温度较高;低氧工况下,NO_(x)质量浓度最高值低于360mg/m^(3),当负荷从50%THA降低至30%THA,炉膛出口NO_(x)浓度降低20.8%.

深度调峰灵活性锅炉改造措施分析探讨

目前火力发电厂频繁地进行调峰操作已成常态,随着风电、光伏等新能源在能源结构中所占比重不断提高,为保证电网能够在高峰期和低谷期之间平稳运转,调峰备用电源的重要性变得越来越明显。本文阐述了调峰过程中保证锅炉安全运行的改造措施,锅炉燃烧侧稳定措施、宽负荷脱硝保证措施,保证受热面安全性的措施及其他运行措施等在进行深度调峰改造时,应综合考虑电厂机组特点、改造历史、运行状况以及耗材来源等条件,以选择具体可行的技术改造方案。

1000 MW超超临界燃煤锅炉深度调峰研究

【目的】燃煤锅炉深度调峰对以新能源为主的未来电力系统的稳定性至关重要,而目前1 000 MW等级超超临界燃煤锅炉深度调峰性能与工程应用较为缺乏。为提高1000MW等级燃煤锅炉深度调峰能力,选择某电厂1 000 MW燃煤机组开展宽负荷高效研究。【方法】在机组深度调峰负荷为340 MW下,进行了低负荷稳燃实验、脱硝侧入口烟气测试,对锅炉主要运行参数、炉膛温度分布、锅炉侧燃烧调整试验进行了分析,并在此基础上开展了燃烧优化调整实验。【结果】1 000 MW等级机组具备34%额定功率的深度调峰能力;选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)脱硝入口烟温基本在320~350℃,满足高于300℃的烟温要求;锅炉优化调整后,修正后的锅炉热效率为94.09%(提高0.94%),供电煤耗降低3.27 g/(kW·h);SCR脱硝入口NOx质量浓度基本在180~260 mg/m^(3)(降低约30 mg/m^(3)),满足低于300 mg/m^(3)的要求。【结论】研究成果有助于提高1 000 MW等级燃煤火电机组低负荷运行的安全性、经济性、环保性。

锅炉燃烧器低负荷超低排放的优化改造

对一种新型低负荷燃烧器(低NO_(x)双分级旋流燃烧器)的结构特点及主要特性进行了介绍;对其在某电厂2×600MW燃煤锅炉机组灵活性改造中的优化改造方案及性能测试结果进行了分析.结果表明:采用该燃烧器可有效解决锅炉在低负荷下的燃烧器烧损、水冷壁高温腐蚀,以及煤种变化适应性问题;改造后,锅炉可在20%锅炉最大连续出力的负荷下不投油稳燃,锅炉效率可提升至93.37%,且NO_(x)排放得到有效抑制,排放质量浓度为35.9mg/m^(3).

660MW锅炉低负荷下燃烧特性的数值模拟研究

针对某电厂660 MW锅炉开展了低负荷下的炉内燃烧过程数值模拟研究,对比锅炉在30%BMCR(锅炉最大连续蒸发量)负荷和100%BMCR负荷下运行时炉内的燃烧特性,分析低负荷对炉内燃烧过程的影响。结果表明:低负荷工况下,炉膛内能保持较好的流场充满度,流场和温度场分布均匀,燃烧组织合理,可保证煤粉颗粒的着火和燃烧;30%BMCR负荷相较于100%BMCR负荷,锅炉中心纵截面平均温度降低了35.88%,燃尽区温度差距变大;低负荷工况能减弱火焰贴壁对炉膛热负荷的影响,改善壁面热负荷的分布情况,使煤粉更易着火、燃烧更充分。

煤粉锅炉超低负荷运行的技术问题和应对措施

煤粉锅炉低负荷运行情况普遍存在,不仅会造成工业锅炉运行安全性、经济性下降,而且对环境污染的影响也已得到广泛的认知。在锅炉低负荷运行工况下,通过加强锅炉燃烧调整及磨组组合调整,有效提高锅炉低负荷工况下一次风温度,以提高锅炉低负荷运行的能力,从而减少长期低负荷运行状态下,提高机组运行安全性、经济性。本文具体分析燃烧运行问题及相应的优化策略,旨在提高燃煤电厂锅炉燃烧运行稳定性,为现代社会生产生活提供优质的电力资源服务。

某超临界600 MW机组直流锅炉深度调峰实践

为提高电网调峰和新能源消纳能力,燃煤火电机组开展深度调峰已成为必然趋势。本文以某台拟开展深度调峰的超临界600 MW机组直流锅炉为例,通过锅炉燃烧器结构稳燃分析,风、粉均衡调整,以及水动力特性分析,结合对深度调峰炉内燃烧过程关键参数的安全约束,在无设备改造的前提下,实现了锅炉在无助燃方式下调峰至20%额定负荷的预期目标,为同类型深度调峰锅炉提供了借鉴。

典型燃煤锅炉低负荷及变负荷运行控制特性分析

针对燃煤锅炉提升灵活性问题,分别选用亚临界和超临界前后墙对冲燃烧煤粉锅炉以及亚临界和超超临界四角切圆燃烧煤粉锅炉,通过其中3台锅炉低负荷运行摸底试验和1台锅炉变负荷扰动试验,对比分析了4种典型燃煤锅炉低负荷及变负荷运行试验中主要参数的控制特点和调节品质。试验结果表明:不同结构锅炉不投油最低稳燃负荷可达到17%Pe^25%Pe,容量大的锅炉具有更优的最低稳燃性能;主蒸汽压力、主蒸汽温度和再热蒸汽温度均随锅炉负荷降低而明显下降;随着锅炉负荷降低,过量空气系数增加,燃料型NO_x增加量要远高于热力型NO_x减少量,导致NO_x生成质量浓度总体上与锅炉负荷变化趋势相反。

基于多尺度相关分析的锅炉燃烧状态分析

锅炉燃烧状态的分析对火电机组低负荷安全运行至关重要,但目前对此缺乏直接有效的测量手段。本文借鉴小波分析思想,设计了惯性多尺度滤波器组,将表征锅炉燃烧状态的信号分解为不同频率尺度的分量,求取不同信号的各分量之间的相关系数矩阵,分析影响燃烧状态的因素。实例分析结果表明,总燃料量低频分量和火检强度低频分量高度相关,总燃料量中频分量和炉膛压力低频分量高度相关,平均火检强度中频分量与炉膛压力低频分量显著相关。据此,提出一种利用燃料量、炉膛压力和火检强度综合分析锅炉燃烧状态的方法,即通过燃料量和火检强度的低频分量分析燃烧状态的变化趋势,通过平均火检强度和炉膛压力分析整个炉膛燃烧状态的波动情况,通过单个或各层火检强度辅之以炉膛压力分析炉膛局部的燃烧状态。

具有煤种和负荷自适应性的新型燃烧器的研究

在分析了强化着火、低负荷稳燃和炉内结渣、喷口烧坏等问题之间的矛盾机理的基础上，提出了燃烧器的煤种和负荷自适应原理。对该型燃烧器进行了实验室和现场试验，取得了良好的应用结果。

四角切圆燃烧过程稳定性动态分析模拟研究—Ⅱ、结果及分析

本文应用控制理论中的稳定性分析理论，在所建立的动态模型的基础上，考察了在不同条件下锅炉稳定燃烧的能力，认为决定锅炉低负荷运行能力的主要因素是，燃烧过程对风煤配比失调的敏感性；采用钝体及其改进型燃烧器后，稳定燃烧过程能够克服的最大燃料扰动量增大，即锅炉低负荷运行能力得到了提高。最后对提高煤粉气流的着火能力以及锅炉燃烧的稳定性进行了分析。

低挥发分煤的燃烧与“W”型火焰锅炉若干问题研究

基于低挥发分煤燃烧特性的分析及国内外低挥发分燃煤锅炉的设计经验,针对现有“W”型火焰锅炉运行问题所进行的研究表明,锅炉燃烧及制粉系统的设计与低挥发分煤燃烧特性的良好匹配是运行性能优劣的关键所在。为确保运行的可靠性和经济性,必须将燃用煤质控制在适当范围内;对部分“W”型火焰锅炉燃烧系统的设计宜作进一步改进;在磨煤机及制粉系统的选型设计时,应留有足够裕度,保证满负荷运行中合理的煤粉细度R_(90)=0.5nV_(daf)。

DZL58-1.25/130/70型链条炉低负荷下的燃烧优化

链条炉低负荷运行时,存在热效率低、燃烧不完全等问题。燃烧优化可以达到节能减排的目的。本文认为链条炉的煤层厚度、炉排行进速度通过试验方法进行优化,是链条炉低负荷运行时实现燃烧优化的因素之一。结合在线仪表或采用烟气、煤质分析设备进行实际工况的热平衡测试,以烟气过量空气系数、炉渣含碳量、飞灰可燃物含量、热效率作为评判指标寻求优化值并在低负荷运行时执行。选用一台DZL58-1.25/130/70型链条炉在60%额定负荷运行时进行了煤层厚度、炉排行进速度的优化试验,得到优化数值并在运行中得到应用,使该链条炉低负荷运行时热效率有所提高,达到很好的燃烧优化效果。

低负荷稳燃直流燃烧器攻关技术的研究

目前市场上用于低负荷稳燃的燃烧器种类很多,但都存在着一些缺陷。该文介绍了一种新型燃烧器,即WR燃烧器,又称浓淡分离型燃烧器,并采用数值计算方法对其机理进行了研究探讨。数值计算结果与实测值相吻合,为WR燃烧器的合理设计提供了理论依据。

锅炉燃烧系统优化调整试验研究

分 3个不同负荷采用正交试验设计法设置调整工况 ,并安排了调整工况试验前后的习惯运行方式试验及优化工况试验。对锅炉测试效率进行了环境温度、给水温度及煤种修正 ,得到锅炉毛效率。全面考虑了锅炉辅机电耗和锅炉主、再热蒸汽温度对机组经济性的影响 ,提出了锅炉综合效率这一概念。通过试验 ,提高锅炉运行的经济性和安全性 ,降低了锅炉 NOx 排放量 ,锅炉综合效率平均提高 2 .2 9% ,炉内燃烧区炉膛温度平均提高 2 8°C,NOx 排放量平均降低 2 1 3mg/ m3,为锅炉安全经济运行提供参考。表 8参

重型发动机低负荷火花辅助汽油压燃试验

通过一台由多缸柴油机改造的单缸重型发动机,研究了喷油时刻(SOI)、喷油压力和点火时刻(ST)对火花辅助汽油压燃(SAGCI)低负荷燃烧的影响.结果表明:喷油时刻与点火时刻合理配合对保证燃烧稳定性非常关键,在低负荷工况条件下,喷油时刻需在-34°~-20°CAATDC的范围内才能保证混合气被点燃,而点火时刻与喷油时刻控制为2°~18°CA的间隔才能保持良好的燃烧稳定性;提高喷油压力可以拓宽稳定燃烧的喷油和点火时刻范围,同时可以加速火焰传播过程,提高该边界下的指示热效率(ITE).在循环油量为33 mg下采用80 MPa喷油压力,此时CoV;=1.3%、压力升高率为0.2 MPa/(°)CA,火花辅助压燃燃烧效率达到96.7%,指示热效率为33.89%.

进气压力和进气温度对低负荷火花辅助汽油压燃的影响

在一台由6缸重型柴油机改造而成的单缸试验机上,研究了进气压力及进气温度对低负荷火花辅助汽油压燃的影响。研究结果表明,各进气压力下喷油与点火正时都需保持合理间隔才能实现稳定燃烧,提高进气压力后稳定燃烧的喷油正时范围变窄而点火正时范围略有扩大;随进气压力提高,火焰传播放热速率降低,自燃放热比例增加,最大压升率减小;提高进气压力后指示热效率提高,在35 mg循环油量下,最大指示热效率从自然吸气下的41.8%提高至140 kPa进气压力的44.4%。适当提高进气温度可以提高缸内热氛围和燃烧稳定性,在保持最大指示热效率基本不变的同时拓宽稳定燃烧的喷油正时区域,但高的进气温度加快了火焰传播速度,在点火正时较早时会导致压升率过高。