多源低热值燃气无焰燃烧的数值模拟研究

生物质、生活垃圾、低品位煤等原料通过厌氧发酵、热解气化等技术可制备燃气。这既能处理固体废弃物、清洁利用煤,又能产生可利用的燃气,具有能源和环保的双重效益。但制得的燃气热值低、组成复杂、不可燃组分多,且组成受原料、工艺影响变化较大,采用传统燃烧方式存在点火困难、燃烧不稳定、污染物不易控制等问题。无焰燃烧是一种低氧条件下的温和燃烧模式,污染物排放量低、燃烧效率高,有助于解决这些问题。因此,采用详细化学反应机理GRI Mech 3.0和涡耗散概念(EDC)模型,通过湍流与化学反应的耦合计算,对3种低热值燃气无焰燃烧过程进行数值模拟研究。实验数据验证该方法能够准确地模拟实际燃烧器中的无焰燃烧。随后对沼气、生物质气化气、煤气化气进行无焰燃烧数值模拟研究,包括温度场、组分场、OH自由基分布和污染物排放等,并通过对燃烧器的改进成功实现了生物质气化气和煤气化气的无焰燃烧。结果表明,生物质气化气、煤气化气在进行无焰燃烧时温度分布比天然气、沼气的温度分布更加均匀、反应区结构更大,且NO_(x)接近“零排放”;CO_(2)的稀释对于无焰燃烧有促进作用;CH_(4)成分的存在会改变反应区及OH分布,使温度分布更加趋于不均匀。将3种低热值燃气无焰燃烧横向对比发现,即便输入功率一样,燃气热值越低,炉膛整体温度越低,但烟气量更大,因此应加强烟气的余热利用,增大系统的热效率。

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。

低NOx排放的“风包粉”浓淡煤粉燃烧技术

提出了一种低ＮＯｘ排放的煤粉燃烧技术──“风包粉”浓淡煤粉燃烧技术。分析了这种技术降低ＮＯｘ排放的原理和技术措施，并指出这项技术在低ＮＯｘ排放的同时，还具有低负荷稳燃、高燃烧效率、防止结渣和防止高温腐蚀的性能。介绍了这项技术的一些试验结果和应用情况。

F风下倾对W型炉内燃烧及NOx排放的影响

本文通过数值模拟和在实际锅炉上的试验,研究了310 MW Foster Wheeler技术W型火焰锅炉F层二次风下倾15°对炉内燃烧过程的影响。通过对模拟和试验的分析表明,F层二次风下倾后对炉内燃烧的影响主要表现在火焰行程延长,煤粉停留时间增加,还原区扩大,一次风与二次风的混合推迟等方面。试验和模拟结果都表明,F层二次风下倾后锅炉的火焰中心下降,飞灰含碳量降低,锅炉效率提高且NO_x排放明显减少。

中国农业低碳转型及驱动因素:基于空间面板模型的实证检验

低碳化是农业高质量发展的本质要求,如何测算农业低碳转型绩效并探测其主要驱动因素,对于加快推动中国农业高质量发展具有重要的理论意义.有鉴于此,基于1999-2021年中国269个城市的平衡面板数据,采用Meta-frontier DEA方法测度农业低碳转型绩效(碳排放效率),并在此基础上构建空间面板模型探究促进农业低碳转型的驱动因素.结果表明:中国农业全局碳排放效率远低于当期和跨期碳排放效率,主要是因为各省内部和各省间的碳排放效率差异较大.分区域来看,农业碳排放效率呈现东部、中部、西部和东北递减的特征.基准回归及稳健性检验结果表明,扩大土地经营规模、促进经济增长、加大财政支农力度和提高森林覆盖率均能够显著促进农业碳排放效率提升,其中扩大土地经营规模是主要驱动因子,而城镇化和农业科技投入尚未对农业低碳转型发挥正向支撑作用.

一种低NOx旋流燃烧器流场特性的研究

介绍了国内某锅炉厂按引进日立-巴布科克公司技术制造的HT-NR3低NOx燃烧器的基本情况及其主要结构特点,并对这种燃烧器进行了试验研究.结果表明:该燃烧器的回流区为中间环状回流区,煤粉浓度分布为外浓内淡,与其回流区相匹配,具有良好的着火及燃烧特性.实际运行表明,该燃烧系统具有很好的低NOx特性,可以满足国内燃煤锅炉的低NOx排放要求.

高温贫氧燃烧过程中NOx排放的特点

对高温贫氧燃烧过程中 NOx的排放特点 ,以及燃烧过程中影响 NOx生成的各主要因素 ,如预热空气中的含氧量 ,预热空气温度 ,预热空气和燃料的流动状态及混合方式以及燃料的化学成分等进行了研究和分析。并在此基础上提出了今后研究工作的方向和重点。图 8表 2参 1

电站锅炉热效率与NOx排放响应特性建模方法

为了解决电站锅炉高效低污染的优化决策问题,建立了基于核主元分析支持向量回归机(kernel principle component analysis ε-support vector regression,KPCA-ε-SVR)与机理模型混合的锅炉热效率和NOx排放特性响应模型。在建模的过程中,针对模型输入变量之间存在非线性、强耦合等特点,采用核主元分析提取输入变量的主元,去除变量之间的相关性;同时采用5-fold交叉验证方法,循环搜索寻优模型的各个参数,确定输入主元个数。该模型与BP神经网络(back propagation neural-networks,BPNN)和支持向量机模型相比较具有良好的泛化能力。

燃烧优化降低锅炉NOx排放的试验研究

对于已经采用低NOx燃烧技术的电站锅炉 ,燃烧优化仍然是降低NOx排放的首选方法。通过对某电厂 1 0 2 5t/h锅炉进行燃烧调整试验研究 ,确定了锅炉优化运行方式 ,分析锅炉效率和NOx排放量与电站锅炉运行参数的关系 。

基于改进NSGA-Ⅱ算法的W火焰锅炉燃烧系统多目标优化

以W火焰锅炉为例,首先探讨了可调变量与NOx排放量和锅炉燃烧效率之间的关系,将所得的先验信息采用单调约束的形式与数据驱动建模融合,建立了灰狼优化融合先验知识的支持向量机燃烧特性预测模型。结果表明,该模型提高了预测精度。在此基础上,针对NSGA-Ⅱ算法易陷入极值的问题,加入带有惩罚机制的锦标赛选择策略,对不同工况下的W火焰锅炉进行多目标燃烧优化实验,并提出将归一化环保和经济指标得到的综合效益因子作为评判锅炉燃烧优化结果的标准。实验表明,出力为290MW工况下,综合效益因子提高了7.11%。

几种低NOx排放特性的工业炉窑燃烧技术

NOx对环境的危害性很大,控制燃烧过程的NOx生成与排放一直是燃烧技术发展的关键。总结了燃料燃烧过程中NOx的生成 机理和抑制方法,论述了蓄热燃烧技术、煤粉低尘燃烧技术和新一代富氧燃烧技术的特点以及低NOx排放的主要原因,展望了这些 先进燃烧技术的应用前景。

燃烧器燃烧高效低NOx排放建模与优化

燃烧器控制系统是实现燃烧器节能减排的核心,但由于燃烧器控制对象存在纯延迟、大滞后和多分布参数等特点,给控制过程造成困难。从燃烧器输入量到输出量的非线性关系入手,建立最小二乘支持向量机(LSSVM)燃烧效率和氮氧化物(NOx)排放量的数学模型,并结合遗传算法对反映燃烧状态的烟气O2量、CO量寻优,得到的O2量、CO量可作为燃烧器闭环控制的给定值,参与电子比调系统的优化控制。结果表明,利用LSSVM得到的预测结果的相对误差均小于0.8%,可实现较好燃烧状态预测;通过寻优的烟气O2量、CO量能够在保证燃烧效率略微降低的基础上,实现氮氧化物排放量的明显降低,使燃烧效率和氮氧化物排放量得到平衡,对燃烧器节能减排控制具有参考价值。

大型锅炉高效低NOx燃烧技术的研究

本文详细分析了NOx生成机理 ,低NOx燃烧器以及炉内空气分级燃烧的机理及其影响因素 ,并对 30 0MW贫煤锅炉高效低NOx燃烧技术进行优化模拟 ,对OFA优化设计作了介绍。

燃料与空气预混方法及性能研究进展

随着大气污染物排放标准的日益严格,低排放燃烧技术已成为先进燃气轮机发展的关键技术之一。在气态燃料低排放燃烧室中,燃料与空气的预混均匀性是影响NOX生成的关键因素。基于污染物生成机理及控制方法,指出了燃料空气预混均匀性与NOX排放的关系,即均匀性越好,NOX排放越少。根据现有研究内容,从结构参数、旋流/湍流强度、预混距离以及边界条件(温度和压力)等4个方面梳理了国内外提高低排放燃烧室内燃料与空气预混均匀性的研究进展,提出可以通过增大旋流数、燃料穿透深度、预混长度等参数以提高预混均匀性,指出了目前研究中缺少小尺寸短距离空间内燃料与预混均匀性的预测。基于低排放燃烧室技术水平和发展趋势,认为未来的研究方向应为短距离、受限空间内燃料与空气预混均匀性的定量预测与评估。

锅炉用甲醇燃料与柴油燃料的对比研究

为了解决当前石油燃料的能源短缺及其应用所引发的一系列环境污染问题,在对甲醇燃料锅炉汽化燃烧技术研究的基础上,通过构建试验系统分别对甲醇燃料、柴油燃料在锅炉中应用的热效率、污染物排放以及综合应用费用等指标进行对比,结果表明:甲醇燃料在热效率、降低污染物排放以及节约运行成本等方面具有显著的优势,应在未来进行广泛推广应用。

多高层厂房绿色低碳技术分析

基于“工业上楼”背景,以多高层厂房建筑为研究对象,通过分析潜在的建筑物理环境舒适度和能耗问题,尝试从绿色低碳维度,针对声环境设计、光环境设计、风环境设计、热环境设计、可再生能源设计,从减少厂房建筑能耗、提升人员办公舒适性的角度出发,提出多高层厂房适用的绿色低碳技术。以重庆地区的一栋标准多高层厂房建筑为分析对象,通过软件模拟分析上述绿色低碳技术的实施效果,以可视化的结果进一步验证技术措施的合理性。通过植入绿色低碳技术,多高层厂房不再是一个单一的生产空间,而可以是舒适的办公活动场所,有利于促进多高层工业厂房朝着绿色低碳可持续的方向发展。

铁路动车段节能管控平台建设与应用

对北京动车段原有能源体系和运营实况进行调研,提出用水、用电、燃气、照明4个角度存在的能耗问题,基于智慧能源提出改建方案、能源高效使用措施及管理平台建设。3年实践表明,该水电气智能运营及设备节能管理平台功能较为完善,实现了利用信息技术进行水、电、天然气的高效集约节约利用和重点耗能设备的有效管控,为铁路运输企业实现智慧能源管控积累经验。

高SO_(2)浓度烟气超低排放治理技术和方法

以石墨化炉高SO_(2)浓度烟气为例,采用石灰-石膏脱硫工艺,优化设计了双塔双循环、低烟气流速、高液气比、增效托盘、高效管束式除雾器等新技术和方法,实现烟气超低排放,为其他行业高SO_(2)浓度烟气超低治理提供了可靠的参考,具有重要的借鉴意义。

富氧低NOx稳燃技术在300 MW煤粉锅炉机组灵活性调峰中的应用

为了对富氧低NOx稳燃技术的实际应用效果进行工程示范,针对富氧低NOx稳燃技术在300 MW亚临界煤粉锅炉上的低负荷稳燃特性进行了实炉试验研究。通过将锅炉A、D层原12台一次风燃烧器改造为富氧低NOx燃烧器以及对锅炉主要运行参数的测量分析,研究富氧低NOx稳燃技术对SCR入口的NOx原始排放浓度、烟气温度,以及对锅炉总体运行特性的影响。实炉试验、日常运行以及第三方完成的性能测试结果表明,原锅炉改造应用富氧低NOx稳燃技术后,NOx原始生成量明显降低。改造后的运行实践证明,锅炉最低可在23.5%负荷(70.4 MW)下稳定运行,且同时能保证锅炉出口过热蒸汽参数和再热蒸汽参数达到运行要求、SCR入口烟温维持在280℃以上及NOx原始生成浓度低于300 mg/Nm^3,实现NOx超低排放。锅炉运行经济性统计分析表明,采用富燃低NOx稳燃技术后,调峰能力大幅提高,可长期低负荷运行,且可有效投入SCR脱硝系统,锅炉的年平均点火和低负荷稳燃用油量减少了65%。因此富氧低NOx稳燃技术可实现锅炉的低负荷稳燃及超低排放,且大幅降低锅炉点火及稳燃用油,提高锅炉的经济性。

多源低碳能源梯级利用在孙庄采矿公司的应用与研究

邯郸市孙庄采矿公司通过设置现有太阳能系统、煤矿压风机余热回收系统和空气源热泵系统、综合自动化控制平台的优先投入使用级别,实现耦合串联多源低碳能源梯级利用,完成3套系统的高效配合,满足全矿冬季供暖和澡堂恒温供水需求。本文从设备组成、工作原理、技术创新等方面进行详细阐述,设计了一套集冬季供暖、热能利用和洗浴供水平衡的新型综合循环系统,实现了低碳能源高效利用,拓宽了余热资源利用渠道,替代了原有洗浴系统燃气锅炉和电锅炉,减少了天然气和电力能源消耗,降低了碳排放量,对“双碳”目标实现具有重要意义。