前后墙对冲锅炉燃烧优化系统应用的经济性分析

以某发电站前后墙对冲锅炉为研究对象,对锅炉的热效率与烟气中一氧化碳(CO)浓度的关系进行研究,建立基于CO监测的锅炉燃烧优化系统,并将系统应用于某电厂当中,对实际运行效果和经济性进行分析。

改变燃尽风风量配比对660MW超超临界前后对冲煤粉锅炉炉内燃烧影响的数值模拟研究

利用ANSYS FLUENT14.0软件对某电厂660 MW超超临界旋流燃烧煤粉锅炉变燃尽风风量对NOx生成规律的影响进行数值模拟研究,数值模拟的结果与现场实际情况吻合比较好,验证了数值模拟结果的有效性,主要结论如下:总二次风量不变,改变燃尽风风量对炉内温度场分布的影响较大,对炉膛出口烟温影响较小;改变燃尽风风量对炉内NOx浓度影响较大;随着燃尽风风量的增加,炉膛出口CO的平均体积分数逐渐增加,炉内燃烧化学不完全热损失逐渐增大,锅炉热效率降低;在综合考虑锅炉的安全性、热效率和NOx排放量3个因素时,燃尽风风量的比例应该控制在23%～30%内。

向极限挑战的高性能磨削技术发展及其在航空制造领域的应用前景

磨削加工是精密与超精密零部件加工质量保证的关键环节,在航空制造领域应用广泛。磨削技术目前已发展成为兼具高精度、高质量和高效率的加工技术,在获得极高加工效率的同时,还有利于保证零件加工精度和表面完整性。磨削技术不断突破传统工艺局限,已形成各具特色的高性能磨削工艺技术。高效深切磨削技术采用极高的砂轮线速度,结合大切深和高进给速度,可获得极高的磨削效率,而且加工表面完整性良好,在航空发动机高温合金叶片榫齿的高效成形磨削中显示了良好的效果。快速往复磨削工艺采用直线电机工作台直驱技术,可以实现很高的工作台进给速度,形成有利的传热条件,大部分磨削热可以被磨屑带离磨削区,能够获得较高的磨削效率和良好的表面完整性。快速点磨技术用于大深径比薄壁细长轴的磨削,有利于保证薄壁细长轴的加工精度,提升加工效率。缓进深切磨削技术用于发动机叶片榫齿的深切成形,磨削传热条件复杂,需要进一步开展大切深、复杂曲面接触条件下的磨削传热问题,不同接触条件的粗、精磨工艺设计,以及磨削过程智能监控与优化技术方面的研究。高效深切磨削工艺还可以实现航空铝合金的大去除率深切磨削。高速与超高速磨削技术在高体积分数碳化硅增强铝基复合材料、涡轮盘叶尖飞切磨削等不同领域,具有很好的应用前景。

合成气对冲模拟分析及研究

对方形炉膛两个对称入口的合成气对冲流场进行模拟分析研究,结果表明:合成气在方形炉膛中对冲会形成垂直于入口通道的近视圆盘形状的气流对冲区域,中心处流速很低,接近停滞,外围则较高;平行于合成气入口通道的炉墙(文中称为前、后墙)贴壁处的合成气流速较左、右墙贴壁处要高。通过分析研究,可详细了解合成气对冲的速度分布情况,对类似结构的设备设计、运行防护有积极的指导意义。

对冲燃烧锅炉受热面防腐防磨涂层的案例分析与研究

随着锅炉大容量、高参数及低NOx燃烧技术的应用,特别是以分离燃尽风(SOFA)为代表的低NOx燃烧技术的广泛应用,解决高温腐蚀问题成为锅炉燃烧研究的首位问题。为提高1000 MW等级超超临界机组使用高硫煤的抗高温腐蚀性能及抗磨损性能,控制锅炉水冷壁管被高温腐蚀的侵害,采用超音速喷涂技术对锅炉受热面管进行“多材料、分区域、复合涂层”表面强化处理,制备了锅炉管防磨耐蚀涂层。通过宏观观察和相应涂层试样的实验室检测等方法,分析了国内对冲式燃烧锅炉受热面的防腐防磨涂层的两个典型成功案例,明确了对冲燃烧锅炉水冷壁易发生高温腐蚀的区域;指明了某1000 MW机组超超临界锅炉在燃用高硫煤时水冷壁高温腐蚀喷涂的防护位置,并采用受热面管投影法对该锅炉水冷壁高温腐蚀防护区域的喷涂面积进行了计算。在某电厂超音速喷涂技术的实施中,必要喷涂区域包括对两侧墙最下层燃烧器以下1 m处位置至上层SOFA向上3 m处,合并对前后墙燃烧器出口处防护内径差(外径-内径)为1.5 m的圆环范围内管屏等两个位置区域进行防腐喷涂防护处理,每台炉必要防腐面积为2132 m2。建议额外增加防腐喷涂区域包括:下层燃烧器以下1 m处至冷灰斗拐角处区域,以及中层燃烧器与上层燃烧器中间的区域,每台炉建议喷涂防腐面积为321.35 m2。试验锅炉在运行约8000 h后,对实施喷涂作业的水冷管取样分析,宏观、微观检查未发现涂层出现腐蚀、磨损及明显减薄现象,对1000 MW机组超超临界机组锅炉水冷壁高温腐蚀防护与喷涂区域面积计算具有一定的工程参考价值。

四角切圆锅炉变CCOFA与SOFA配比下燃烧特性数值模拟

针对某电厂660 MW四角切圆煤粉锅炉NOx排放高的问题,进行了增加分离燃尽风(separated overfire air,SOFA)的低氮改造。利用ANSYS FLUENT14.0软件进行了低氮改造后不同紧凑燃尽风(close-coupled overfire air,CCOFA)与SOFA配比下燃烧特性的数值模拟,研究了炉膛速度场、温度场、组分场和污染物分布的规律。主要结论如下:第一,炉内最高温度出现在CCOFA与SOFA配比为64∶112(风量单位为kg/s,下同)。第二,CCOFA与SOFA配比为64∶112时,炉膛出口温度最高,为1 537.2 K;当CCOFA与SOFA配比为56∶120时,炉膛出口温度最低,为1 511.1 K。第三,随着SOFA风量减小,炉膛出口NOx的质量浓度逐渐降低,在CCOFA与SOFA配比为64∶112时,炉膛出口NOx的质量浓度达到最小值为221.75 mg/m3(标准状况下),建议在实际运行中维持CCOFA与SOFA配比为64∶112。

600 MW超临界对冲锅炉燃烧优化调整试验

针对某600 MW超临界对冲锅炉在运行中出现的飞灰、大渣含碳量高、垂直水冷壁超温等问题进行调整试验。从制粉系统、运行氧量、配风方式、燃烧器调整等方面对锅炉进行优化调整,发现影响锅炉灰渣含碳量高、水冷壁超温的因素主要有一次风速偏差、煤粉细度、运行氧量、二次风配风方式、内二次风旋流强度。建议运行中将磨煤机动态分离器转速控制在130 r/min左右,二次风采用正塔配风方式,燃烧器内二次叶片开度控制在50°。随着运行氧量的增加,飞灰、大渣含碳量明显降低,550 MW工况下建议表盘氧量维持3.3%左右。研究结果可为同类型机组优化运行提供借鉴。

600MW超临界锅炉深度调峰对燃烧及脱硝影响研究

燃煤机组深度调峰安全稳定运行及氮氧化物排放控制是近年来火电机组试验及研究的一项重点,研究大型机组低负荷运行是必要的。通过对一电厂600 MW超临界前后墙对冲燃煤锅炉深度调峰以及20%低负荷运行进行试验,分析了炉膛内温度变化、 SCR脱硝系统入口温度变化以及20%负荷湿态运行时的关键参数,表明该锅炉在无投油的情况下20%负荷稳燃能力良好,为运行深度调峰提供了参考。

2060t/h超超临界电站锅炉水冷壁高温腐蚀的研究及防护措施

针对2 060t/h超超临界电站锅炉OPCC型燃烧器附近水冷壁管发生的高温腐蚀,明确腐蚀产物,分析高温腐蚀机理;然后根据该电站锅炉的实际情况,确定燃用煤质差异、管壁高温、前后墙对冲的燃烧方式和OPCC型燃烧器出口扩锥角度是产生高温腐蚀的主要原因。提出对OPCC型燃烧器进行针对性改造、适当调整掺配混煤粉细度、浓度、利用贴壁型侧边风技术、增加喷涂工艺等防护措施。

1000 MW超超临界机组锅炉再热蒸汽温度优化调整试验

针对某电厂1 000 MW超超临界机组3号、4号锅炉再热蒸汽温度偏低的问题(额定负荷下,两台机组再热蒸汽温度统计平均值分别为599. 8和603. 4℃,额定值为623℃),研究了燃烧器拉杆、燃尽风挡板开度、整体配风方式和运行氧量等因素的调整对锅炉再热蒸汽温度的影响。研究表明:锅炉再热器管壁温度与燃烧器配风方式存在相关性,通过燃烧器(燃尽风)拉杆和燃尽风门挡板区别化配风方式的优化调整,降低了再热器管壁温度,再热蒸汽温度均能达到616. 9℃,调整效果显著。

东方百万机组锅炉管壁温度分布规律研究与应用

为解决东方百万千瓦机组锅炉管壁超温的问题,以东方超超临界百万机组锅炉为研究对象,分别进行了1 000 MW和500 MW负荷的运行试验,研究了管壁温度分布规律及燃烧器拉杆位置和燃尽风配风方式对管壁温度分布的影响特性。结果表明,燃烧器(燃尽风)拉杆采取U型配风方式时,将会导致中间区域受热面管壁温度高,管壁温度呈现出"倒U型"的分布规律;开大中间区域燃烧器(燃尽风)拉杆位置,有助于缓解管壁超温。根据该研究成果,解决了某机组高温再热器管壁超温导致再热蒸汽不足的问题,额定负荷下,再热蒸汽温度由优化前的603.4℃提高至优化后的616.9℃;同时,解决了另一机组低负荷下屏式过热器管壁超温的问题,500 MW负荷、AEF磨煤机组合运行方式下,屏式过热器管壁最高点温度值由616.3℃降低至600.5℃,大大提高了管材的安全裕量。

1000 MW机组锅炉低负荷下管壁超温诊断及运行优化调整

现阶段1 000 MW机组锅炉,低负荷下的管壁超温问题越来越突出,在深度调峰背景下,为解决其低负荷稳燃时的管壁超温问题进行了试验研究,比较燃烧器拉杆和磨煤机组合方式对屏式过热器、高温过热器和高温再热器管壁温度的影响,摸索出了低负荷运行时屏式过热器控制超温的思路,即低负荷运行时,采取关小两侧燃烧器区域风门开度、开大中间燃烧器区域风门开度的调整方法对燃烧器区域拉杆进行调整。优化调整后,500 MW负荷、AEF磨煤机组合运行方式下,屏式过热器管壁最高点温度由616.3℃降低至600.5℃,大大提高了管材的安全裕量,保证了低负荷下机组的安全稳定运行。

烟煤锅炉燃用褐煤时碳黑形成分析及控制

大唐宁德发电厂设计燃用烟煤锅炉在掺烧高比例褐煤过程中,出现了飞灰、石膏发黑、以及烟气从烟囱排出冷凝后污染了厂区和周边区域现象。为分析其产生的根本原因,以2号锅炉为研究对象,从燃烧器结构、燃用煤种和运行条件方面,详细阐述了碳黑的生成原因,并有针对性的进行了优化调整。优化调整后,省煤器出口截面的氧量的均匀性得到明显改善,最高点氧量值(体积分数)为3.33%,最低点氧量值为2.27%;随着氧量分布均匀性的改善,CO排放浓度显著下降,飞灰、石膏发黑以及烟囱排气冷凝后污染厂区的现象已消除,取得了良好的经济效益和社会效益。