Effects of particle type on the particle fluidization and distribution in a liquid–solid circulating fluidized bed boiler

A liquid-solid circulating fluidized bed boiler is designed and built for visualization research by applying the fluidized bed heat transfer and fouling prevention technology to the water side of the boiler. Four types of engineering plastic particles with different physical properties are selected as the solid working media. The effect of particle types on the fluidization and distribution of particles in the boiler is investigated under different feedwater flow rates and amount of added particles by using the charge couple device image measurement and acquisition system. The results show that all kinds of particles can't be normally fluidized and accumulate in the drum at low amount of added particles and feedwater flow rate. The particles with great density and low sphericity are more likely to accumulate. The average solid holdup in the riser tubes increases with the increase in feedwater flow rate and the amount of added particles. The non-uniform degree of particle distribution in the riser tubes generally decreases with the increase in feedwater flow rate and the amount of added particles. The particles with small density and settling velocity have high average solid holdup in the riser tubes under close sphericity. In generally,the smaller the density and settling velocity, the more uniform the particle distribution in the riser tubes.Three-dimensional diagrams of the non-uniform degree of particle distribution in the riser tubes of the boiler are established.

Compatibility of Fly Ash and Slag from Circulating Fluidized Bed Boiler for Concrete Beam

The applications of fly ash and slag from circulating fluidized bed boiler were studied as mineral admixture and aggregate for steel reinforced concrete beam.The results show that the concrete beam with fly ash and slag from circulating fluidized bed boilers has a similar ultimate cracking load coefficient as the ordinary cement concrete and a higher bending moment limit.Under the same load,it has a smaller deformation than the ordinary concrete.

Model prediction of the operating behavior of a circulating fluidized bed boiler

An improved mathematical model for a circulating fluidized bed (CFB) boiler baaed on the model developed earlier by the authors was applied to simulate the operation of a 12 MW CFB boiler.The influences of the excess air ratio, primary air ratio, coal particle size distribution, coal properties (ash content and volatile content) and Ca/S ratio on the boiler operation were analyzed. The results showed that the model simulation may be applied to the optimum design and economic operation of the CFB boiler.

Hardening Properties of Foamed Concrete with Circulating Fluidized Bed Boiler Ash, Blast Furnace Slag, and Desulfurization Gypsum as the Binder

Recently, a large amount of circulating fluidized bed boiler ash (CFBA) and desulfurization gypsum (DSG) has been produced, and it is essential to develop technology to utilize them. These materials have CaO and SO3, which are considered to be a stimulant for blast furnace slag (BFS). This study presents an experimental investigation of the compressive strength and heavy metal ions immobilization properties of cement-free materials comprising CFBA, BFS, and DSG. The feasibility of manufacturing foamed concrete using these materials was examined, and field test of foamed concrete was conducted. Experimentally, the flow, compressive strength, and heavy metal ions concentration were evaluated via inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES) of the paste and foamed concrete. The experimental investigation revealed the self-healing hardening ability of fluidized bed boiler ash. In addition, the compressive strength was increased with the increasing replacement rates of BFS and DSG in the CFBA paste, and the compressive strength of 14.6 - 17.2 MPa was recorded over 28 days of curing. From the result obtained, the feasibility of manufacturing foamed concrete with a foam volume of 120 L, incorporating the aforementioned materials, is confirmed. It was also found that after 28 days of age, a 7.9-MPa compressive strength of the foamed concrete was attained, and heavy metal ions elution in this foamed concrete was also significantly reduced. Therefore, CFBA, BFS, and DSG could be used as a binder for the foamed concrete.

基于TF-NGO算法的CFB锅炉床温系统建模研究

床温是循环流化床(CFB)锅炉重要的运行参数之一。针对床温耦合性强、干扰因素多、控制复杂的问题,亟需建立床温的数学模型,以实现床温控制,从而保证CFB锅炉安全、平稳地运行。为此,首先引入了混沌映射、切线飞行(TF)和柯西变异策略改进北方苍鹰优化(NGO)算法,并用实际工况的系统模型测试TF-NGO算法。测试结果表明,TF-NGO算法拥有更快的收敛速度和更高的寻优精度。其次,采集并预处理山西某电厂350 MW超临界CFB锅炉的现场运行数据。最后,采用TF-NGO算法对所建模型的参数进行辨识,并用实际工况数据进行模型验证。辨识和验证结果表明,由TF-NGO算法辨识的床温模型与实际输出拟合度高,能有效反映床温的动态特性,证明所建模型的有效性。该研究为后续对350 MW超临界CFB锅炉床温的优化控制研究奠定了基础。

330 MW循环流化床锅炉深度调峰技术

为推进“双碳”政策的实施,消纳波动性较强的新能源并网发电,当前对火电机组的深度调峰要求越来越高。循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉机组在深度调峰低负荷运行工况有着先天优势,但实现20%以下的超低负荷运行依然面临众多的困难,如炉内流化的稳定性、氮氧化物的排放及炉内局部超温带来的安全性等问题。以某330 MW CFB锅炉的深度调峰技术应用为例,介绍了输煤筛分破碎系统、风帽节流圈、下二次风管等机组部件的改造,并配合烟气再循环等技术应用,成功实现了18%的超低负荷深度调峰运行,同时也很好地控制了NOx的排放。最后总结了CFB机组超低负荷深度调峰技术的关键点和难点,对深度调峰运行带来的潜在问题进行了分析,并提出了相应的解决措施。研究结果具有重要的工程借鉴作用。

超临界660 MW循环流化床锅炉NO_(x)排放控制困难分析及处理

为解决某电厂超临界660 MW循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉满负荷运行NO_(x)排放较难控制、瞬时值易超过超低排放限值且选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)脱硝系统氨耗量较大氨逃逸严重的问题,现场进行了NO_(x)原始排放、SNCR脱硝效率、CO质量浓度及底渣可燃物的试验,并进行了二次风量布置优化试验。研究发现:锅炉原始NO_(x)排放较低,满负荷运行时不超过120 mg/m^(3)(标准状态,下同);中低负荷时NO_(x)质量浓度低于50 mg/m^(3),但炉膛前后NO_(x)质量浓度偏差较大,烟气中的NO_(x)主要在炉膛前部产生。NO_(x)排放较难控制的原因是SNCR脱硝效率较低和炉膛给煤不均。6台分离器入口的SNCR脱硝效率均低于50.0%,其中B、C、E、F 4台分离器脱硝效率低于40.0%。此外,从原始NO_(x)生成来看,根据炉膛深度方向上床温分布、底渣可燃物质量分数和CO质量浓度变化可以确定,炉膛给煤不均也对满负荷NO_(x)排放控制影响显著。当前,电厂若不进行给煤系统改造暂无法实现给煤均匀,但可以通过调整炉膛深度方向二次风量配比降低原始NO_(x)生成,降幅可达9.77%。

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。

基于数据驱动660 MW循环流化床锅炉多目标燃烧优化

为降低某电厂循环流化床锅炉污染物排放,同时提高锅炉燃烧运行经济性,本文采用数据驱动技术实现循环流化床锅炉多目标燃烧优化。基于改进粒子群优化长短期记忆神经网络建立循环流化床锅炉NO_(x)/SO_(2)排放数学模型和锅炉排烟温度数学模型,以相对误差为预测性评估指标以确定最佳网络参数;其次,基于改进粒子群优化长短期记忆神经网络(IPSO-LSTM)、长短期记忆神经网络(LSTM)、广义回归神经网络(GRNN)和反向传播神经网络(BPNN)分别构建NO_(x)/SO_(2)排放数学模型和锅炉排烟温度数学模型,通过比较预测性评估指标,证明本文构建预测模型有效性;最后,基于非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)获取不同运行工况下循环流化床锅炉燃烧优化调整方案,以降低NO_(x)/SO_(2)排放浓度,同时维持排烟温度稳定性。结果表明:相比优化前,优化后NO_(x)排放浓度平均降低了10.58%,SO_(2)排放浓度平均降低了25.81%,最大降低了650 mg/m^(3),且排烟温度平均降低0.14%。

循环流化床锅炉SO_(2)超低排放改造关键技术分析

能源生产和环境保护的不断发展使我们迫切需要采用高效、环保的技术来满足能源需求,同时减少对环境的不利影响。在此背景下,循环流化床锅炉作为一种重要的能源转换设备,其技术改造已成为业内关注的焦点之一。特别是对二氧化硫(SO_(2))的超低排放要求,使得循环流化床锅炉的改造技术显得尤为重要。本文将对循环流化床锅炉SO_(2)超低排放改造的关键技术进行深入分析和探讨,探讨该技术的原理、应用和影响,以及在提高锅炉性能和减少环境影响方面的潜力,旨在为能源产业的可持续发展和环保目标的实现提供有力支持。

350 MW超临界机组高温再热蒸汽管道下沉原因分析及治理

某350 MW超临界机组运行一段时间后,高温再热蒸汽管道锅炉侧支管存在大范围下沉现象,连续布置的恒力吊架指针大部分超出下极限位置。结合现场检查、测量,对管道进行多工况应力计算分析研究。结果表明:该机组循环流化床锅炉翼形墙结构高温再热器管屏变形,且变形量不均引起出口集箱端口处产生异常 X向角位移以及Z 向线位移是造成管道下沉的主要原因,恒力吊架荷载偏差度和恒定度超标是造成其下沉的次要原因。在不更换变形受热面管屏的前提下,充分利用管道柔性制定治理方案,改善管道及支吊架工作状态,优化管系应力水平。同时,对后期彻底解决管屏变形及管道下沉问题提出解决思路,可为同类机组管道的设计、维护和位移异常故障解决提供参考。

480 t/h煤焦混燃循环流化床锅炉热效率测试结果分析

480 t/h循环流化床锅炉设计燃料为烟煤和石油焦混合燃料,石油焦掺烧比例为25%(质量比)。为了探明锅炉掺烧石油焦工况各项热损失及整体热效率,对锅炉进行了性能考核。性能试验采用正平衡和反平衡两种方法,并根据ASME PTC 4—2013标准修正了相关测量及计算数据,同时对运行中的潜在问题进行分析。结果表明:3台锅炉的考核热效率分别达到了94.215%、94.220%和94.192%,均高于92.800%的锅炉效率保证值。排烟损失和未燃尽碳损失是主要的两项热量损失。测试中还发现锅炉存在排烟温度偏低、入炉粒径偏大的问题,需要在后续运行中针对上述问题进行改进。

循环流化床锅炉超低排放改造分析及应用

文章分析了循环流化床锅炉在排放高含硫量的烟气时的超低排放改造(脱硝、脱硫、除尘、除雾)技术,介绍了某2×130t/h循环流化床锅炉的改造情况。

探讨CFB锅炉结焦事故原因和应对措施

循环流化床锅炉在实际生产中,因锅炉煤炭燃烧、物料流化不良、风帽大面积损坏、操作控制不当等各种原因,导致锅炉出现结焦,严重影响设备安稳运行。通过对锅炉结焦原因和案例分析,进行技术改造和参数优化,加强日常管理,避免了锅炉结焦事故,确保了装置长周期运行。

循环流化床锅炉(CFB)系统流程模拟

以某石化项目450 t/h超高压循环流化床锅炉系统为对象,采用Thermoflex软件建模并对其进行变工况分析,通过与锅炉厂提供的实际数据进行对比,验证了该流程模拟的准确性。利用该模型进行了不同煤种工况对系统的影响因素分析,研究结果可为该锅炉系统设计和设备选型提供理论依据,对该项目动力站实际生产运行提供指导。

床层压差对循环流化床锅炉正常运行的影响分析

为进一步探究循环流化床锅炉正常运行的关键影响因素,以某发电厂循环流化床锅炉为研究对象,结合其运行过程中存在的实际问题,分析床层压差如何影响循环流化床锅炉的运行情况,并通过多组实验确定床层压差为6.7 MPa的较优参数。在此基础上,应用该参数进行实际应用,结果显示,通过对床层压差参数的优化,锅炉的运行效率得到进一步提升,同时也有助于减缓锅炉磨损,确保锅炉主体设备长期安全运行,这表明本次研究方案具有潜在的应用价值。

300 MW循环流化床热电联产机组深度调峰分析

在保证供热需求和机组安全稳定运行的前提下,通过锅炉燃烧调整、供热抽汽阀门开度调节、环保参数控制等手段,将某机组供暖期间的最低技术出力由50%额定负荷降低至45%额定负荷,利用现货交易规则电厂在45%额定负荷时段获得了比50%额定负荷时段高的售电收益,同时降低了燃料和环保支出。但因为机组出力过低带来了一些问题,例如供热抽汽量受限、不完全燃烧热损失增大等,针对这些问题,提出了相应的应对措施,以保证机组安全运行。

循环流化床锅炉SNCR脱硝自动控制的优化与应用

循环流化床锅炉燃烧环境复杂,煤质变化大,其脱硝控制效果一般。为此,应用先进的预测控制技术对某循环流化床锅炉脱硝控制系统进行了优化调整,采用以锅炉总排环保考核点的NOx浓度为核心、以省煤器出口和脱硫岛出口NOx浓度为辅助的多层次复合控制方案进行了脱硝自动控制。结果表明,该方案可有效降低氮氧化物浓度,减少波动幅度,提高脱硝自动化控制水平,在一定程度上减少了脱硝还原剂的使用量,提高了锅炉运行的经济性。

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。

220t/h循环流化床锅炉多煤种掺烧经济性测试与评价

目前由于当地煤炭产能不足,煤价高、电价低,火电厂生产经营困难。传统的单煤种燃烧方式,不仅燃料成本高并且锅炉效率低,为了降低燃煤成本需更精细化的实施配煤掺烧,所以需要通过开展经济性煤种掺烧试验,客观、真实的掌握在不同负荷工况、不同煤种指标掺烧条件下掺烧成本和锅炉效率,为此文中针对高、中、低三个负荷段进行变掺烧煤种经济性测试,从而确定机组最佳掺烧煤种及其比例,达到指导燃煤采购、降本增效的目的。