燃煤锅炉改燃兰炭燃烧工艺及效益分析

兰炭因热值高、硫含量低的特点被广泛应用于散煤替代,燃煤锅炉改燃兰炭是实现资源合理利用、降低污染物排放和改善企业经济效益的有效途径。以河北某循环流化床锅炉改燃兰炭工程为例,燃烧系统采用掺烧灰渣的方法,解决改燃后机械未完全燃烧导致损失大和物料循环不稳定问题,确定了兰炭和灰渣的最佳掺混比为9∶1;配风系统采用控制总量并降低一次风率的方法,解决兰炭着火困难的问题,确定了最佳一次风比例为55%;换热系统采用增加锅炉尾部受热面的方法,解决因燃料热值提升较大产生的蒸汽超温和锅炉效率下降问题。改燃扩容后锅炉烟尘、SO2和NOx排放分别比原锅炉降低了73%、94%和55%,以原锅炉35 t/h的额定功率运行,每小时节约燃料成本5.51%,产吨蒸汽所需燃料成本降低6.47元。

循环流化床锅炉快速变负荷调节技术研究进展

在“碳达峰”与“碳中和”背景下,煤电是我国目前可再生能源大规模消纳的最经济调节电源。循环流化床燃烧技术因具有低负荷稳燃能力强、污染物控制成本低、负荷调节范围宽等独特优势在煤电深度灵活调峰中担当重要角色,但其独特的燃烧方式导致变负荷速率慢,无法满足未来可再生能源大规模并网的调节需求。该文结合循环流化床锅炉的燃烧原理及应用场景,深入分析制约循环流化床锅炉变负荷速率的关键影响因素,包括循环灰的流动惯性、燃料的反应惯性、床料与耐火耐磨材料的传热惯性、污染物排放等。此外,对可行的循环流化床快速变负荷调节技术进行探讨与分析,可为我国燃煤循环流化床锅炉深度与快速灵活调节技术的工业应用提供一定参考。

防磨梁与防磨格栅对循环流化床锅炉炉内传热的影响

循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉普遍存在炉膛水冷壁磨损严重的问题。为提高运行可靠性,目前一般通过加装防磨梁或防磨格栅实现主动防磨,但该方式会引起流场变化,并对锅炉运行参数以及炉内传热造成影响。因此,建立循环流化床锅炉全炉膛水冷壁传热计算模型,提出加装防磨梁、防磨格栅后的边壁区颗粒浓度及传热面积修正系数计算方法,利用该模型对某440 t/h CFB锅炉炉内传热特性进行计算。结果显示:水冷壁加装防磨梁后,传热系数和传热能力有所下降,下降幅度和防磨梁数量有关,采用6道和12道防磨梁时,传热系数分别下降0.32%和2.89%,传热量分别下降3.28%和8.68%;比较而言,防磨格栅对炉内传热系数和传热能力影响较小,加装与防磨梁相同数量的防磨格栅时,表现出了一定的传热强化效果,传热量略有上升,当防磨格栅加装数量增加至30道时,传热系数下降5.76%,传热量上升1.59%。防磨格栅在降低水冷壁磨损的同时,对锅炉运行造成的影响较小,优于防磨梁。该模型可对CFB锅炉防磨技术的选用以及设计方案优化提供理论参考。

循环流化床锅炉热惯性分析

循环流化床锅炉的热惯性是影响锅炉动态特性的重要因素。从动态能量平衡的角度定义了循环流化床锅炉的热惯性。分别针对6种不同容量等级的锅炉计算了其能量传递各环节的热惯性大小。计算结果表明:锅炉总热惯性的大小随锅炉容量的增大而增加,但单位蒸发量却随锅炉容量的增大而减小;工质和耐火材料热惯性是能量传递过程中的控制环节;对于省煤器而言,金属热惯性与工质热惯性同等重要;过/再热器中耐火材料与金属热惯性处于相同量级;水冷壁/屏中,工质热惯性最大。

大型循环流化床锅炉中的传热

分析了典型的大型循环流化床锅炉炉膛传热数据及其相关参数关系。以12 MW、50MW和135 MW循环流化床锅炉为例,讨论大型循环流化床锅炉炉膛传热问题。此外,还讨论了炉膛悬吊受热面、汽/水冷旋风分离器、外置式换热器和尾部受热面的传热规律,并给出大型循环流化床锅炉传热系数计算的经验公式。

循环流化床炉内传热特性分析

该文分析了循环流化床锅炉的炉内传热特性,分析比较了循环流化床锅炉与煤粉炉在传热特性上各自的特点,并以实例计算验证了循环流化床炉内传热特性的正确性。

富氧燃烧循环流化床锅炉炉内传热特性

针对富氧燃烧循环流化床锅炉(circulating fluidized bed boiler,CFBB)炉内传热特性进行了研究。考虑气体辐射对传热系数的影响,建立了CFBB富氧燃烧下的传热模型。以一台440 t/h循环流化床锅炉为例,通过模型分析了炉内传热情况,并和空气燃烧模式下的传热特性进行比较。进行了氧气浓度在30%、50%、70%气氛下的CFBB炉膛概念性设计。在循环流化床锅炉炉内传热中,灰占主导作用,烟气成分变化对传热系数影响不大。氧气浓度越高,越有必要设置外置换热器来维持炉膛正常运行。

循环流化床锅炉炉膛的传热计算

结合以往对循环流化床(CFB)锅炉炉膛传热系数的研究成果,建立了CFB锅炉炉膛传热系数的计算模型,并对辐射传热系数和对流传热系数的计算分别进行了相应的分析.对某CFB锅炉在100%负荷条件下的炉膛传热系数进行了计算,并对影响该传热系数的主要因素进行了分析,包括受热面结构尺寸、床层温度Tb、工质温度Tf、工质侧传热系数fα以及壁面黑度εw等.结果表明:该模型能够合理地反映出以上因素对CFB锅炉炉膛传热系数的影响.

300MW循环流化床锅炉热力特性的研究

为准确把握300 MW循环流化床(CFB)锅炉的热力特性,针对目前国内3种典型300MW CFB锅炉炉型,从炉膛、外置床的传热机理和传热计算角度出发,对不同炉型的热力特性进行了分析比较.结果表明:3种炉型CFB锅炉的热力特性均可满足蒸汽参数的要求,且热负荷分配合理.

超超临界循环流化床锅炉内螺纹管水冷壁流动传热特性试验研究

该文在中低热流密度、质量流速的条件下,针对超超临界循环流化床锅炉的水冷壁管进行流动传热特性的试验研究。试验中使用材质为15Gr Mo G、外径和壁厚为φ35mm×5.67mm的六头内螺纹管,试验压力P为23-32MPa、质量流速G为600-1200kg/（m2·s）、热流密度q为200～510k W/m2。该文展示试验中获取的管壁温度的分布规律;拟合出可以用于工程实际的传热和阻力系数的公式;用六个传热系数公式对试验数据进行评估;探讨管内传热强化和减弱的机理。试验结果表明：压力和热流密度的变化对壁温的影响主要集中在焓值大于2400k J/kg的区域;质量流速的增大可以延迟传热恶化;浮升力对传热的影响集中在流体拟临界温度之前;相对于质量流速,热流密度和压力的变化对摩擦压降和阻力系数的影响更为显著。

循环流化床内颗粒运动与换热分析

对循环流化床锅炉床体内部贴近壁面的颗粒团运动和受力特点进行了分析 ,探讨颗粒团沿壁面下滑贴壁时间的计算方法 ,由此发展了床体内部颗粒 气体对流换热传热系数的理论计算模型和方法 .与现有文献的实验数据资料比较表明 。

循环流化床的传热机理——颗粒絮团更新模型

本文论述了循环流化床的传热机理——颗粒絮团更新模型。对不同来源模型中的壁面被颗粒絮团覆盖的面积分率、颗粒絮团在壁面的滞留时间以及颗粒絮团与壁面间的气膜厚度等关键参数的计算和设定进行了分析。对比了各模型的预测精度。

循环流化床传热研究的综述

本文综述了关于循环流化床床内介质与受热面之间传热的主要研究成果,分析了循环床操作参数对传热的影响规律和各种传热计算关联式及其使用条件,并对研究中存在的问题和今后的研究方向提出了看法。

液-固循环流化床锅炉中的颗粒分布

为解决锅炉运行中水侧的结垢和强化传热问题,本文将流化床换热防垢节能技术和锅炉相结合,设计并构建了冷模液-固循环流化床锅炉.选用不同粒径的聚甲醛(POM)颗粒作为惰性固体颗粒,利用CCD图像测量和处理系统,对循环流化床锅炉中的颗粒流化和分布开展了可视化研究.考察了锅炉回水流量、颗粒加入量和颗粒粒径等操作参数的影响.研究结果表明,在适当的条件下,聚甲醛颗粒可以在锅炉系统中实现正常的循环,并在上升管束中较好地分布,但同时也存在颗粒在锅筒中堆积的问题.总体来说,随着回水流量的增加,颗粒堆积量减少,上升管束中的固含率增加,颗粒分布的不均匀度减小,颗粒分布得更加均匀.随着颗粒加入量的增加,上升管束中的固含率增大,颗粒分布不均匀度大致呈现出波动的趋势.随着颗粒粒径的增大,锅炉上升管束中的固含率则呈现出先增大、后减小的趋势,颗粒分布的不均匀度增大.水冷壁管和八字烟道管中的平均固含率相近,这有利于强化传热和防、除垢;而冲刷管中的固含率则明显高于水冷壁管和八字烟道管.构建了三维图来综合反映操作参数对锅炉上升管束中颗粒分布不均匀度的影响,用以指导工业实践.研究的结果有助于促进流化床换热防垢节能技术在锅炉中的应用.

循环流化床锅炉床层与受热面间传热系数的选取

对目前国内外常用的传热系数计算方法进行了分析和比较 ,给出了各公式适用范围和场合 .分析结果对循环流化床锅炉工程设计具有一定的参考价值 .

循环流化床垃圾焚烧锅炉炉膛设计分析

炉膛是循环流化床垃圾焚烧炉的核心，分柝了生活垃圾的燃烧特点，研究了焚烧生活垃圾的循环流化床锅炉的炉膛设计的传热理论。根据对典型城市的生活垃圾的取样分析，建议设计中生活垃圾的低位发热量按着5400～6200kJ／kg考虑。为了保证污染物的生成较低，应保持合理的温度分布，循环流化床垃圾焚烧炉煤的掺烧量应随时调整。由于循环流化床燃烧特点，炉膛出口过剩空气系数可取1．2。燃烧生活垃圾的循环流化床锅炉炉内传热的辐射换热份额为60％左右，颗粒辐射的贡献远远大于三原子气体的贡献，因此，垃圾水分变化引起的烟气成分的变化对辐射换热的影响很小，但是对固体空间悬浮浓度的影响非常明显。

循环流化床燃烧室换热系数试验研究

利用自制的热流计和物料浓度取样器 ,在 75t/ h循环流化床锅炉上测定了不同灰浓度下床对受热面壁面的换热系数 ,分析了床对受热面换热系数的影响因素 ,确定了固体物料浓度与换热系数的关系 ,开发了综合考虑床温、流化速度的半经验模型 。

滚筒冷渣机内传热过程研究

采用一维方法计算了滚筒冷渣机的传热过程,获得了相关参数的温度分布和传热分布.探讨了滚筒冷渣机强化传热方法和技术措施及必须处理好的技术矛盾.

循环流化床锅炉内颗粒流传热研究

流化床内的传热现象已经有相当广泛的研究。但由于循环流化床锅炉影响因素多、测量复杂,绝大部分循环流化床传热研究都是在实验设备内进行的,由于循环流化床设备的放大问题一直没有很好解决,实验室中的数据要推广到工业应用上还需要进一步研究。大型工业循环流化床锅炉在国内发展迅速,锅炉内的传热问题急需解决,因为关系节能降耗。在一台国产大型循环流化床锅炉上测量实际运行数据,研究炉膛换热现象。测量数据显示:循环流化床炉内传热系数与锅炉机组负荷、烟速、稀相区压降有密切关系。

大型循环流化床锅炉的传热研究

作者对1台大型循环流化床锅炉中受热面的传热情况进行了研究,分析了受热面的传热系数变化规律,提出了计算大型循环流化床锅炉内受热面的传热计算经验公式,可供设计、调试和运行时参考。