燃尽风对锅炉效率与NO_(x)生成的耦合影响特性研究

为研究燃尽风对锅炉效率以及NO_(x)生成特性的影响,以某630 MW机组前后墙对冲燃煤锅炉为研究对象,在3种不同锅炉负荷下,通过调节不同的燃尽风门开度,得到各工况下燃尽风对锅炉效率和NO_(x)排放的影响。研究结果表明,不同负荷下锅炉效率均随着燃尽风门开度的增大而减小;炉膛NO_(x)生成量在较高负荷下随燃尽风门开度增大,呈现先减小后增大的趋势,低负荷下则随着燃尽风门开度的增大而减小;锅炉效率与NO_(x)生成量之间存在耦合关系,基于此建立了可作为锅炉燃烧优化指标的低氮高效燃烧指数,且存在最佳的燃尽风门开度,使得此指数取得最大值,燃尽风门开度需根据负荷和氮氧化物综合确定。

基于燃烧和汽水侧耦合数值模拟的双切圆锅炉热偏差研究

电站燃煤锅炉烟温与过热汽温偏差严重影响机组的运行安全与效率,降低上述偏差是锅炉燃烧优化的关键问题。该文首先构建一种锅炉燃烧和汽水侧耦合数值模拟方法,通过壁温迭代对燃烧侧的炉膛传热和汽水侧的工质传热进行关联,实现对于烟温和过热汽温分布的准确预测。在此基础上,以一台在役1000MW双切圆锅炉为对象,系统研究分离燃尽风上下摆角和反切角度对烟温和过热汽温分布的影响规律,并以屏式过热器区域截面温度不均匀系数为优化指标,采用极差分析确定最佳的燃尽风上下摆角和反切角度。结果表明,合理的分离燃尽风上下摆角和反切角度可降低烟温沿炉宽方向的分布偏差和过热器各管屏出口汽温的偏差。最佳工况为分离燃尽风上下摆角为-10°,反切角度为5°,截面的温度不均匀系数为1.27,与最高值相比降低4.7%。因此,分离燃尽风的反切和向下摆动可减小锅炉运行中热偏差。

空气分级燃烧下NO_x生成特性的研究

利用数值模拟方法对空气分级燃烧下NOx的生成特性进行了研究,分析了燃烧器附近局部区域和炉膛整体区域NOx的反应速率,得到了不同燃尽风率下NOx的生成特性.结果表明:NOx主要产生于燃烧初期,当燃料与O2混合不充分时会发生NOx的还原反应;从炉膛整体来看,燃料型NOx的生成速率明显大于热力型NOx,主燃区和燃尽区均生成燃料型NOx,而热力型NOx几乎只在温度很高的主燃区生成,且对O2体积分数的敏感性弱于燃料型NOx;主燃区和燃尽区NOx反应速率的主要控制因素分别为O2体积分数和焦炭燃烧速率;燃尽风率增大,主燃区NOx生成速率和生成区域减小,还原区域增大,NOx排放质量浓度明显减小.

电站锅炉空气分级低NO_x燃烧技术的应用

在一台SG–420/13.7–W756煤粉锅炉上进行了空气分级低NOx燃烧技术应用,研究了空气分级技术的NOx脱出效果,分析该技术对锅炉效率、结渣等的影响。采用空气分级燃烧技术,通过合理配风,改造后锅炉NOx排放量降低到379mg/m3(折算到?(O2)=6%),NOx脱除率达到37.8%。改造后运行采用低氧燃烧,锅炉效率有所提高。采用了低NOx燃烧器、风包粉等防结渣技术,改造没有给锅炉带来结渣的问题。

1000MW超超临界锅炉燃烧调整的试验研究

对某电厂1 000MW燃煤锅炉进行了燃烧优化调整试验,分析了一次风配风均匀性、煤粉细度、燃烧器配风、运行中氧的体积分数以及燃尽风率对锅炉效率的影响.结果表明:对同层燃烧器外二次风采用两端和中间开度大的配风方式可以改善由于大风箱两端进风引起的沿炉膛宽度方向氧气的体积分数偏差.随着炉内氧气的体积分数增加,锅炉的热效率先提高后降低.当氧气的体积分数在3.0%左右时,锅炉热效率达到最高.随着燃尽风率的逐渐降低,锅炉热效率和NOx排放质量浓度逐渐提高.综合考虑锅炉效率、NOx排放质量浓度以及屏式过热器管壁金属温度,在额定负荷下,燃尽风率以保持在25%左右为宜,此时锅炉热效率为93.9%,NOx排放质量浓度为306.1mg/m3.

立体分级燃烧对NO_x排放特性的影响

采用水平浓淡燃烧器及燃尽风联用的立体分级燃烧技术,对某台220t/h燃烟煤、矩形炉膛锅炉机组进行降低NOx排放的改造,并对其进行试验研究。重点考察水平浓淡燃烧器、二次风配风方式和不同燃尽风份额对NOx排放量、炉膛温度水平、CO、CO2的影响规律。研究表明,采用新型水平浓淡燃烧器后,在强化燃烧的同时,可降低13%左右的NOx排放量;二次风配风方式对NOx排放影响明显,采用倒宝塔配风方式可降低NOx排放浓度至408mg/m3;在燃尽风份额分别为0、0.21、0.31和0.43时,除出口氧量增加外,CO、CO2、飞灰碳体积分数变化不大,主燃烧区域温度水平总体呈降低趋势,燃尽区温度水平呈现先增加后降低趋势,NOx排放浓度持续降低。在未投三次风情况下,NOx排放浓度可降低到363mg/m3。改造后,NOx排放浓度可稳定在450mg/m3以下,为浓淡燃烧与燃尽风联用技术在大容量锅炉机组上的推广提供重要技术依据。

燃尽风率变化对电站锅炉NOx排放特性影响的数值模拟

燃尽风率是决定燃尽风技术降低NOx排放量的关键因素。对一300 MW机组四角切圆锅炉炉内煤粉燃烧过程进行了不同燃尽风率条件下的数值模拟。分析研究了燃尽风率对炉内温度、O2、CO浓度分布、NOx排放特性和飞灰含碳的影响规律。分析结果表明:随着燃尽风率的增加,炉内温度水平会降低,在煤粉燃烧区域氧浓度降低,CO浓度升高,炉内NOx浓度明显下降,炉膛出口NOx排放量线性降低;在燃尽风率为5.5%到8.5%之间时,燃尽风率增大飞灰含碳量降低,当燃尽风率增大到8.5%以上时会引起飞灰含碳量的升高。

800MW旋流对冲燃烧锅炉低NOx改造的数值模拟

针对某800MW超临界锅炉NOx排放量较高的问题,设计了配风方式不同的3种工况.利用CFD软件,对3种工况进行了炉内燃烧、传热及污染物排放等方面的数值计算,并分析了炉内的温度、NOx及CO组分的分布情况.结果表明:计算结果与实测数据吻合较好,空气分级燃烧使主燃区温度降低,CO体积分数升高,NOx质量浓度明显降低;燃尽风对燃料的燃尽率和炉膛出口烟温产生了不利影响,从而影响机组的经济性和安全性.通过对各个工况燃料的燃尽率及炉膛出口烟温进行综合比较分析,得出工况3为较理想的改造方案.

燃尽风与水平浓淡燃烧联用对NO_x生成的影响

针对燃烧器采用四角切网矩形炉膛伽置方式的某燃刖烟煤220t／h锅炉，在主燃烧区域通过采用水平浓淡燃烧器、在三次风上层加装高位燃尽风喷口（SOFA），采取燃料水半分级与空气垂直分级结合的方式进行改造，降低氮氧化物（NOx）排放水平。研究了SOFA对锅炉NOx排放和飞灰可燃物的影响规律。试验结果表明，当采用合理的燃尽风布置，煤粉由上层一次风喷口至OFA喷口间的流动时间保持任0．32S左右时，采用合理的二次风配风调节方式，主燃烧器区域过量空气系数控制在0．85时，机组NOx排放量可降低到450mg／m^3以下。同时，对飞灰含碳量影响较小，保持在1．6％-2％之间，有效避免了过热器超温问题。

燃尽风对超临界锅炉燃烧过程的影响

针对燃尽风配风比例对炉膛燃烧影响及污染物生成的问题,基于Fluent商业软件平台,对一600,MW前后墙对冲燃烧锅炉的燃烧过程进行了数值模拟.模拟结果与实验结果吻合较好.详细讨论了燃尽风配风比例对温度场、NO_x生成量以及未燃尽碳含量的影响,指出燃尽风的投运可以减少NO_x的生成,过高的燃尽风比例会导致高温区分层,并且对于特定煤种存在最优化投运比例,为电厂优化运行提供了一定的参考.

旋流燃烧锅炉的NO_x排放数值模拟研究

某台300MW机组旋流燃煤锅炉通过增大燃尽风量的方法降低了炉内NOx的生成量。利用计算流体力学(CFD)软件对改进前后炉内的实际燃烧情况、燃烧产物的组分浓度分布以及NOx的生成规律进行数值模拟研究。结果表明,改进后主燃区内氧量减小,温度降低,CO浓度增大,使得炉内热力型NOx和燃料型NOx的生成量减少,有效抑制了NOx的生成,降低了锅炉的总体NOx排放量。

支持向量机理论与遗传算法相结合的300MW机组锅炉多目标燃烧优化

为提高电站锅炉燃烧的经济性并尽可能降低NOx排放量,以煤耗率和NOx生成量最小为目标,运用支持向量机算法建立了某亚临界300 MW机组烟煤锅炉的煤耗率和NOx生成量预测模型,并结合该机组的实际运行数据,对所建模型的准确性进行了验证。将建立的煤耗率和NOx生成量模型进行耦合,生成锅炉燃烧优化模型,并将煤耗率和NOx生成量综合作为优化目标,建立目标函数,应用遗传算法寻找锅炉的最优运行方案。结果表明:基于支持向量机算法建立的锅炉燃烧模型对锅炉煤耗率和NOx生成量具有较高的预测能力;增加燃尽风量可降低NOx生成量,但同时会提高煤耗率,为优化运行,应将同时降低煤耗率和NOx生成量综合作为优化目标;对于该亚临界300MW机组烟煤锅炉,满负荷运行时机组经济性较好,且NOx生成量最低,其他负荷下,一、二次风比例和各层二次风挡板开度在某特定值时机组经济性和NOx排放可达到最佳情况。

1000MW塔式直流锅炉炉膛水冷壁管壁温度和热负荷分布的试验研究

对2台1 000MW超超临界压力塔式直流锅炉炉膛水冷壁管壁温度和热负荷分布进行了测量和计算,并对不同负荷工况、不同磨煤机投运方式下的热负荷和管壁温度分布规律以及炉膛上部垂直水冷壁的热负荷分布进行了分析.结果表明:1 000MW塔式直流锅炉炉膛热负荷的分布规律与其他四角切圆燃烧锅炉炉膛热负荷的分布规律基本一致.由于在最上层的燃烧器上方布置了燃尽风,对炉内烟气的扰动加强,导致沿管长方向的热负荷在54m标高处波动较大;在燃尽风喷嘴中心线以上,因受到燃尽风进入炉膛的影响,水冷壁热负荷大幅度下降.为了避免炉膛大比热区传热恶化,可以将处于拟临界点附近的水冷壁布置在低热负荷区域.

超临界锅炉劣质无烟煤燃烧NO_x释放特性的数值模拟

针对600 MW超临界W火焰锅炉,通过数值模拟的方法研究了煤粉浓度和燃烬风对劣质无烟煤燃烧NOx释放特性的影响。结果表明,NOx主要在煤粉燃烧前期距一次风喷口2～4 m处大量生成,选择合适的煤粉浓度,炉内NOx最大值可下降16.5%;与常规浓度相比,高浓度煤粉燃烧可有效降低炉膛出口NOx排放;燃烬风对炉内各物质含量及NOx的生成影响显著,燃烬风率由6%增加到15%,炉膛出口NOx排放量由756.0 mg/m3下降到502.9 mg/m3。

四角切圆燃烧锅炉主、再热蒸汽汽温偏差和管壁超温的分析及处理

对A电厂660MW机组和B电厂680MW机组四角切圆燃烧锅炉采用调整燃尽风水平摆角方法解决锅炉主、再热蒸汽温度偏差和管壁超温的措施进行试验。结果表明,调整燃尽风水平摆角改变了燃尽风的切圆大小,进而改变了烟气流在出炉膛时的流场分布。A电厂6号机组和B电厂5号机组调整AA风摆角后,两侧主蒸汽温度差消除,过热器壁温降低,且不再超温。

1025t/h锅炉改造后运行优化及NO_x排放特性试验研究

对某电厂1 025t/h锅炉进行了烧烟煤改造后的运行优化试验,分析了氧量、燃尽风和磨煤机组合方式等参数变化对锅炉效率及NOx排放浓度的影响。结果表明,在机组330、264、198MW负荷下,将氧量分别控制在2.35%、3.30%、4.20%左右;在60%～100%额定负荷范围内将OFA风门开度可控制在60%～80%;在燃烧情况和设备运行条件允许的情况下减少上层磨煤机运行,尽量下层磨煤机运行等,可使锅炉在最佳状态下运行,提高锅炉效率,同时降低NOx排放的浓度。

神华煤粒径在分级燃烧中对NO_x排放的影响

在多路进风一维炉上,研究不同粒径的神华煤在分级燃烧中氮氧化物的排放规律。结果表明:不分级燃烧时中等粒径煤粉氮氧化物的排放较高;分级燃烧时,分级的程度越大,氮氧化物排放越低;普通分级燃烧时粒径的影响很明显,但仍是中等粒径的氮氧化物的排放明显较高;深度分级燃烧时粒径的影响被削弱;在主燃烧区固定风量时,燃尽风的增加会导致氮氧化物的排放略微升高;并且分级燃烧会减少神华煤的飞灰含碳量。

对冲燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀运行调整

某超临界机组对冲燃烧锅炉水冷壁存在严重高温腐蚀的现象,这主要因水冷壁壁面附近存在强还原性气氛并伴有H_2S气体产生所致。本文采用单因素轮换法,试验研究了主燃烧器的三次风旋流强度、三次风风量、二次风旋流强度、二次风风量等主要运行参数调整对锅炉水冷壁壁面气氛特性参数H_2S质量浓度的影响规律。结果表明,在锅炉习惯运行方式的基础上,通过适当削弱主燃烧器三次风旋流,同层燃烧器三次风采取"碗式配风",适当增强主燃烧器二次风旋流,增加燃尽风二次风风量,减少燃尽风一次风风量,适当提高运行氧量和一次风速,采取均等配煤方式,降低煤粉细度后,水冷壁侧墙平均H_2S质量浓度由876.5mg/m^3降至352.2mg/m^3,水冷壁壁面气氛得到较大改善,锅炉运行安全性得以提高。

某300MW机组锅炉NO_x排放特性数值模拟

对某亚临界300MW机组锅炉的NOx排放特性进行数值模拟,研究过量空气系数、燃尽风率、浓淡侧煤粉浓度比、一次风速对炉内温度场和NOx排放量的影响。计算和分析结果表明:过量空气系数减小,NOx排放减少;燃尽风率增大,NOx排放量降低;一次风喷口浓淡侧煤粉浓度比增大,NOx排放量下降;一次风速加大,NOx排放量增加。按数值模拟结果进行调整后,锅炉的NOx排放量由471mg/m3下降为226.79mg/m3,降低幅度达52%。

旋流锅炉低氮燃烧器改造后运行情况分析

国内某600 MW机组锅炉经旋流低氮燃烧器改造后,NO_x排放浓度明显下降,但在运行中出现了诸多问题。针对改造后突显的再热器壁温超温、锅炉运行两侧氧量偏差变大、高负荷下NO_x得不到有效的控制等方面进行分析并提出了改进措施,保证了锅炉低氮燃烧器运行的高效性和安全性。