不同负荷工况下660 MW循环流化床锅炉脱硝特性研究

为揭示不同负荷下循环流化床的运行特性,以某660 MW循环流化床锅炉为研究对象,在满负荷、75%负荷下,具体研究床温波动、风量配比、烟气含氧量和风煤配比对选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)技术喷氨量和脱硝效果的影响。结果表明:满负荷运行时,在欠氧区,SNCR投射喷氨量与循环流化床锅炉给煤量保持同向变化趋势,若持续提高喷氨量,会导致氨逃逸较大,降低SNCR脱硝能力;当炉内给煤量保持稳定,在欠氧还原区内,适当提高二次风量(含氧量),会促进挥发分N的还原反应。75%负荷运行时,床温波动范围超过110℃时,为了满足脱硝要求,应适当提高一次风量、降低二次风量和喷氨量;床温波动范围低于50℃时,应适当降低一次风量和喷氨量;床温波动范围在50~100℃时,应适当降低二次风量和喷氨量;欠氧区内,喷氨量随总给煤量增多而增大。研究结果可以指导循环流化床优化运行,减少氮氧化物排放。

罩式炉加热罩空燃比优化

罩式炉加热罩燃烧使用的焦炉煤气为混合气体,其热值不稳定,易受多种因素的影响,难以精准控制空燃比。空燃比设置偏高,排出的废气增多,热量损失大,降低了热效率。空燃比设置偏低,加热能力不足,退火时间长,导致产量降低。基于此,提出采用排烟系统中废气氧含量反馈法对空燃比进行优化。经过测算,最终确定出空燃比的最优值和调节范围,实现了在退火过程中对空燃比的闭环控制,解决了煤气热值不稳定带来的问题,达到了预期效果。

加热炉陶瓷蓄热式空气预热器首次工业应用总结

介绍了中国石化海南炼油化工有限公司1号航煤加氢装置余热回收系统升级改造情况。改造方案:通过对加热炉热效率及热负荷进行重新核算,计划将原热管式空气预热器优化为新型陶瓷蓄热式空气预热器。具体改造内容:拆除设置在炉顶上的热管式空气预热器,在反应进料加热炉侧面地面新增4组陶瓷蓄热式空气预热器模块;原引风机作为冷烟气引风机利旧;新增一台鼓风机和烟风道。结果表明:装置实施改造后,加热炉排烟温度可降至70℃以下,加热炉热效率可提高至95%以上,排烟温度实现灵活调节,加热炉燃料气消耗量减少约10%。在装置长周期运行过程中,系统防腐性能良好,系统稳定可靠。

300 MW亚临界参数锅炉燃烧优化试验研究

以某台300 MW亚临界参数锅炉为研究对象,基于其实际燃煤采用烟煤与褐煤大比例掺烧特点,开展了煤粉细度、二次风配风、变一次风量等多项燃烧优化试验。结合试验期间发现的问题及各项试验数据分析结果,提出了煤粉细度、锅炉运行氧量、二次风配比方式、一次风量等方面的锅炉运行优化建议,并指出了一次风管内风粉混合物温度偏高问题。为运行人员优化调节锅炉运行参数并提高锅炉运行安全性和经济性提供参考。

SCR熔炉系统天然气燃烧节能分析及应用

因连铸连轧生产线熔炉系统天然气能源消耗较大,对熔炉投料、燃烧原理、燃烧控制、天然气能源组分等熔化工艺中影响燃气消耗的因素进行了分析,采取了天然气燃烧热能利用、燃烧CO值及铜液氧含量等关键点优化控制,使天然气燃烧余热利用率≥55%,天然气使用单耗下降至37.27 m^(3)/t。

含氧天然气组成数据在体积计量中的合理应用探讨

针对天然气计量工作实践中面对含有氧气的天然气检测结果,不同的处理方法导致不同的计量结果,不同的计量工作者对准确性存在困惑的情况,采用模拟计算的方法进行分析比较。论述了天然气中含有氧气组分的合理性,分析比较了3种针对含有氧气组分的天然气分析结果数据处理的方法。直接扣除氧气的方式,在氧气含量较高时,导致数据不可用;把氧气含量予以扣除加进甲烷中,简化了数据处理过程,但这种处理方式缺少科学依据;把氧气含量予以扣除,同时按照空气中氮气与氧气的组成比例对天然气中的氮气也予以扣减,并对调整后的全组分重新归一化,这种处理方式合理地考虑了氧气的来源,比较合理且符合实际。

基于燃烧理论的大气污染物排放浓度折算方法研究

为了解决不同条件下,大气污染物排放浓度折算方法的适用问题,本文统计了44项国家大气污染物排放标准采用的共计3种折算方法,基于燃烧理论对各折算方法及其适用性进行了计算推导和适用性分析,结果表明:1)过量空气系数折算法是建立在假定燃料特征下的简化方法,只适用于燃料成分因数χ值接近0的燃料,进一步研究显示,燃煤、生物质、垃圾等常见固体燃料的χ值介于-0.04~0之间,燃油的χ值介于-0.07~-0.06之间,矿井气的χ值仅为-0.01左右,沼气、油田伴生气、天然气、焦炉煤气的χ值约为-0.06~0.11,发生炉煤气、转炉煤气、高炉煤气的χ值分别达到0.47、0.48、1.35不适用过量空气系数折算法;2)烟气含氧量折算法通过燃烧计算模型严密推导得到,不受燃料限制,适用于烟气中CO等可燃气体残余量较少(建议低于1000ppm)的燃烧条件;3)排气量折算法直接通过排气量进行折算,适用于单位产品实际排气量高于规定的基准排气量的情况,且多为直接通过排气筒向环境排放(无燃烧)的场合。

减氧空气与轻质原油低温氧化反应特征

塔河北区块轻质原油与减氧空气在温度和压力作用下,探究其组分变化情况和耗氧量规律。在室内使用高温高压反应釜开展原油静态氧化实验,较为系统地研究不同含氧量及不同注气量的减氧空气对原油的氧化作用;并利用色谱分析对烃类分析,收集反应气体进行气体分析,气体组分和原油组分都有不同程度的变化。研究结果表明:①原油样本与减氧空气发生低温氧化反应,重质组分C_(21)以上的组分均下降,低于C_(13)的轻质组分含量均上升;②原油氧化效果随着含氧量上升而增强,反应过程组分对应“拐点”靠前;③含氧量一定时,改变油气比,反应对应的“拐点”不变;含氧量为下降趋势后趋于平缓;④低温氧化过程生成的CO_(2)含量为上升趋势后趋于平缓;⑤在油藏温度(160℃)下,原油主要涉及2个反应热裂解和加氧反应。热裂解反应与含氧量无关,和温度有关,主要反应温度是160~200℃。高碳组分沥青质等重质组分会分解成饱和烃。加氧反应主要是芳香烃,胶质加氧反应也会生成沥青质。当2种反应同时存在时,沥青质参与热裂解的含量大于加氧反应芳香烃等生成的沥青质量,会导致沥青质含量减少。

不同地理空间城市森林空气负离子浓度及其影响因素研究

【目的】开展不同地理空间城市森林的空气负离子浓度(NAIC)研究,为空气负离子的理论研究和森林康养基地的选址依据提供科学支撑。【方法】在2019年9月—2020年1月,2020年5—8月,选取广东省广州市的3个不同地理位置、森林面积和周边环境梯度的森林环境(远郊、近郊和城区城市森林),同时设置1个城区对照组进行NAIC差异比较,并运用Pearson相关性分析和多元逐步回归分析探讨NAIC与空气含氧量、温度、相对湿度和风速的相关关系。【结果】(1)天然林的NAIC显著高于人工林;在人工林中,高郁闭度林的NAIC显著高于中郁闭度林。(2)不同地理空间城市森林NAIC差异显著,远郊城市森林>近郊城市森林>城区城市森林>城区对照组。(3)森林环境产生NAIC的能力显著优于城市环境(无林地区)。(4)远郊和近郊城市森林的NAIC季节变化为夏季>春季>秋季>冬季,而城区城市森林和城区对照组的为秋季>冬季>春季>夏季。(5)远郊和近郊城市森林的NAIC与空气含氧量、温度和相对湿度均呈极显著正相关,而城区城市森林和城区对照组的NAIC与空气含氧量和温度均呈极显著负相关关系;近郊城市森林的NAIC与风速呈极显著负相关,而远郊城市森林呈极显著正相关。(6)远郊城市森林的NAIC主要与相对湿度和温度密切相关;近郊城市森林的NAIC主要受空气含氧量、风速和温度影响;城区城市森林和城市对照组的NAIC受温度的影响最大。【结论】地理空间对NAIC有显著影响,即距离城市中心较远,森林面积达到一定规模且集中连片对NAIC有正向影响,相关结果为森林康养基地的选址提供了理论依据。不同地理空间城市森林NAIC的环境影响因子各不相同,建议今后的研究综合考虑气象、林分、地形、周边环境等多个方面不同因素的协同影响,深入探讨NAIC与各环境因子的影响机制。

注减氧空气驱油对不同管材的腐蚀行为分析

为了扩展注减氧空气驱油的适应范围,降低气驱腐蚀对油田生产的影响,采用灰色关联分析法确定地面和井筒管线腐蚀主控因素,利用挂片失重法衡量不同氧含量下、不同管材的腐蚀速率及制气成本的关系,通过宏观观察、扫描电镜、能谱分析、激光共聚焦显微镜等手段,考察了无水和气水混注工况对腐蚀类型和腐蚀发展的影响,统计了两种工况下的均匀腐蚀速率和点蚀速率,并对3种管材的腐蚀机理进行分析。结果表明,注减氧空气驱油腐蚀的主控因素为氧含量,同时受温度、压力的影响程度也较大;将临界氧含量控制在6%左右,可以兼顾安全、经济和腐蚀控制的要求;20^(#)、N80和13Cr等在气水混注工况下的腐蚀程度较重,以局部腐蚀和点蚀为主;且该工况不影响腐蚀产物类型,只影响腐蚀产物多少;无水和气水混注工况下的点,蚀速率均较大,在含水、高温、高压等作用的耦合下存在一定的穿孔风险。

NG-220/9.8-Q3型燃气锅炉送风机风道入口的改进

针对NG-220/9.8-Q3型燃气锅炉机组送风机风道口冬季时乏气水蒸汽在风道口处冰冻、液化现象,积水顺着风道直流到风壳发生风轮浸泡、腐蚀、损坏的情况,采用将室外风道入口处加设隔板封闭处理,在室内风道风壳上方处制作安装防护篦子风口,确保吸入空气的温度及含氧量,从根本上解决了结冰液化导致的叶轮腐蚀振动的难题,确保了送风机机组的平稳运行,达到节能降耗、安全检修、提升效益的显著效果。

炭黑尾气锅炉SCR脱硝改造小结

山西焦化集团公司炭黑厂年生产炭黑能力8万t,配备一台45t/h的尾气锅炉。近年来,随着国家环保形势的日益严峻,炭黑厂对生产现场的尾气锅炉进行了外置中高温SCR脱硝反应器改造,设备改造后脱硝效率≥85%以上,根据《山西锅炉大气污染物排放标准》DB14/1929—2019执行标准,废气中氮氧化物质量浓度控制在≤50 mg/m3;通过尾气锅炉改造,生产系统投入正常运行后发现存在诸多问题,如空预器列管堵塞、省煤器破损、排烟温度降低、锅炉空预器负压增大等。尾气锅炉停运后会导致整个炭黑生产系统停车,造成经济成本损失,所以只有将尾气锅炉空预器列管堵塞、省煤器列管破损等问题进行彻底解决,才能利于今后炭黑生产系统长周期安全环保稳定运行。

煤粉富氧分级燃烧NO_(x)排放特性研究

开发高效清洁的煤粉燃烧技术是实现“双碳”目标的有效途径之一,空气分级燃烧技术在煤粉燃烧初期形成还原性气氛且能有效抑制NO_(x)的生产但不利于煤粉燃烬,而采用富氧分级燃烧可延长煤粉在还原性气氛中的停留时间并抑制NO_(x)的生成及促进煤粉燃烬,因而很有必要研究二次风过量氧气系数、二次风氧气体积分数、空气分级系数等因素对煤粉富氧分级燃烧NO_(x)排放的影响规律。利用两段式滴管炉,研究滴管炉上段处于1300℃时富氧分级燃烧条件下NO_(x)的排放规律。实验结果表明:不同分级系数条件下,NO_(x)排放浓度最低对应的最佳二次风氧气体积分数(c_(2))随二次风过量氧气系数(α_(2))的减小而增大。当α_(2)>0.6时,NO排放浓度随二次风氧气体积分数的增加而增大;当α_(2)=0.4~0.5时,NO排放浓度随二次风氧气体积分数的增加呈先减小后增加的趋势;当α_(2)<0.3时,NO排放浓度随二次风氧气体积分数的增加而减小。富氧分级燃烧能显著降低NO的排放,α_(2)=0.3~0.6时,NO减排比例均高于75%,当α_(2)=0.3~0.5且c_(2)=50%~100%时,NO减排比例均高于85%,且飞灰含碳量均低于8%。烟气中N_(2)O和NO_(2)的排放浓度均相对较低,在富氧分级条件下NO_(2)的排放可忽略不计,N_(2)O排放浓度随二次风过量氧气系数的增加而降低,且增大氧气体积分数也能进一步抑制N_(2)O排放。

300 MW锅炉中储式制粉系统无烟煤掺烧方案优化

煤炭行业供应侧改革使煤炭价格大幅上涨,某电厂为降低燃料成本,采购了部分无烟煤。掺烧无烟煤对锅炉运行的安全性与经济性均影响较大,为探索一种安全经济的无烟煤掺烧方案,该电厂300 MW锅炉进行了无烟煤掺烧试验。通过试验确定了一种较安全的无烟煤掺烧方式,但在该无烟煤掺烧方式条件下的锅炉飞灰含碳量及排烟温度偏高,燃烧经济性较差。该电厂#2炉通过设备改造,并采取一系列优化调整措施,有效降低了该无烟煤掺烧方式条件下的锅炉飞灰含碳量及排烟温度,同时满足了机组深调低负荷时的稳燃要求。

油田注空气工艺防爆实验的研究

通过实验,研究可燃气体(甲烷)的爆炸极限规律和加入惰性气体(氮气)后可燃气体临界氧含量的变化规律,测定在特定条件下甲烷的爆炸极限范围和安全氧含量,根据实验结果,确定氧含量的安全标准并提出相应的事故预防与控制措施,确保注空气采油技术实施过程中的风险处于可控制范围内,使注空气采油技术得到更广泛的应用。

降低锅炉炉渣含碳量问题的研究

针对某电厂锅炉由于燃用煤质下降而导致其在实际运行过程中出现燃烧不稳定及炉渣含碳量过高等问题,通过对实际燃用煤种以及炉内燃烧情况进行分析,提出改造燃烧器系统以提高炉内稳燃能力、降低炉渣含碳量,并对改造前后炉膛内的燃烧情况进行了数值模拟.结果表明:改造后的炉膛内,下两层一次风的集中布置,使得主燃区内温度升高,有效保证了煤粉初期的着火和燃烧;下两层二次风的集中布置,提高了二次风对一次风煤粉气流的撑托作用,使下一次风内煤粉颗粒掉入冷灰斗内数量减少,下二次风的推迟送入也保证了煤粉后期的稳定燃烧;炉内燃烧稳定性提高,炉渣含碳量降低.

注空气驱油室内实验研究

通过室内注空气动态驱油实验 ,模拟了原油在不同温度、不同注入压差等条件下的低温氧化过程 ,检测和分析了采出气体的含氧量变化 ,进一步研究了空气驱低温氧化机理。实验结果表明 ,在同一温度下 ,随着注入压差的增大 ,气体突破时间缩短 ,突破驱油效率及含氧量降低 ;在注入压差一定时 ,随着温度的升高 ,气体突破驱油效率增加 ,含氧量降低 ,低压差下气体突破时间延长 ,高压差下气体突破时间缩短。在低压差、高温油层中采用空气驱油 ,产出气体可控制在安全极限范围内。

注空气采油油井产出气体燃爆特性

注空气采油工艺过程中存在产出气爆炸等安全问题,在分析产出气-空气混合物爆炸体积分数极限主要影响因素的基础上,利用Le Chatlier公式和图版计算混合物的爆炸体积分数极限,估算临界氧含量,采用圆柱状爆炸容器,在20～90℃、0.2～1.2 MPa下对产出气-空气混合物进行燃爆特性试验,确定爆炸体积分数极限范围、临界氧含量及爆炸区域,制定油井氧含量的安全标准。结果表明：可燃产出气的爆炸体积分数极限和临界氧含量受温度、压力、氧含量、点火能量、位置和惰性气体等因素的影响;爆炸范围随温度、压力和氧含量的升高而变宽,危险性增大;临界氧含量随温度、压力的升高而降低;高温高压模拟工况条件下,爆炸范围和氧含量随惰性气体体积分数的增加迅速减小,惰性气体体积分数和氧含量对爆炸体积分数下限影响较小,而对体积分数上限影响很大。

330MW循环流化床锅炉的燃烧优化试验研究

为解决某循环流化床锅炉效率低、分离器立管温度高、运行参数不合理等问题,在300 MW和250 MW负荷下,分别进行了变氧含量工况调整试验,在最佳氧含量的基础上,进行了变一次风率、变床压调整试验,优化了氧含量、一次风率、床压等关键参数。试验结果显示:300 MW负荷下,氧含量3.3%、一次风率38%、床压8.2 k Pa锅炉效率达到91.36%;250 MW负荷下,氧含量4.75%、一次风率40%、床压7.7 k Pa锅炉效率达到90.22%。通过增加立管润滑风系统、播煤风风源移位等技术改造措施解决了立管温度高、二次风裕量不足的问题。适当降低床压、一次风率运行,可以在节能降耗的同时提高锅炉效率,研究结果可应用于300 MW等级CFB锅炉的燃烧优化调整。

1000MW塔式锅炉中低负荷下低NO_x排放优化

针对大型燃煤锅炉在中低负荷下普遍存在的炉膛出口NO_x质量浓度偏高的问题,对某台1 000 MW超超临界塔式锅炉炉内流动、传热、燃烧及污染物排放特性进行了数值模拟研究.通过改变周界风挡板开度及适当降低运行氧体积分数,对该锅炉中低负荷下NO_x质量浓度高的问题进行优化.结果表明:模拟结果与现场试验数据符合得较好;中低负荷下,减小周界风挡板开度,燃烧初期化学当量比减小,炉膛出口的NO_x质量浓度相应下降,70%和50%负荷时分别下降了31.2%和17.0%;适当降低运行氧体积分数,NO_x质量浓度有一定的降低,同时煤粉燃尽情况基本不变.