烟气再循环的综合性能模拟研究与评价

目前燃气锅炉多采用烟气再循环降氮技术。为了深入探析烟气再循环技术的降氮效果与燃烧特性,利用CHEMKIN分析不同再循环率对NO生成的影响及其主要生成路径分析;利用FLUENT研究不同再循环率对炉内燃烧速度场、温度场和浓度场的影响;从不同角度对烟气再循环技术进行分析并给出综合评价。结果表明:25%再循环率时,NO质量浓度仅为19.26 mg/m^(3),降低了89.79%。18%再循环率时,排烟中CO质量浓度最低,约为150 mg/m^(3)。炉内燃烧温度可从1927℃下降至1595℃,N_(2)直接转化为热力型NO的反应路径占比大幅降低,仅为29.14%。燃气锅炉随再循环率的提升呈现出低NO排放以及低锅炉效率的趋势。

某700 MW锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及其防治措施

针对某电厂700 MW对冲式燃烧锅炉水冷壁腐蚀严重问题,对该锅炉高温腐蚀产生的原因进行了分析。在现场割取了腐蚀的水冷壁管,对其腐蚀垢层进行了X射线衍射(XRD)、能量色散X射线谱(EDS)和扫描电镜(SEM)分析,结果发现腐蚀产物中主要含有ZnS、FeS、Fe_(7)S_(8)、Fe_(3)O_(4)和α-FeOOH,推定此炉主要为硫化物型高温腐蚀,并制定了该锅炉的防治措施。

高浓度煤粉预燃式强稳燃低氮燃烧器配风组织优化

煤粉预燃低氮燃烧技术可兼顾稳定燃烧与NO_(x)排放控制,在燃煤锅炉灵活性调峰稳燃领域的应用潜力巨大。依托5 MW燃烧试验平台,研究一种带小型预燃室的高浓度煤粉预燃低氮燃烧器运行性能。通过CFD数值模拟,系统研究了一次风率、内外二次风配风与分离式燃尽风(SOFA)对燃烧器燃烧性能及污染物排放特性的影响。结合5 MW燃烧试验平台测试结果对燃烧模型进行验证验证,试验实际温度与数值计算结果的最大偏差为44℃,误差范围±3.3%,证明所选燃烧模型的准确性。研究结果表明:一次风率是影响预燃室环形回流区的关键因素,过低或过高的一次风速会分别对稳燃能力与降氮能力产生影响,在约8.8%的一次风率条件下能够保证有充足的回流量,有利于煤粉着火和排放控制;升高内二次风率能卷吸更多炉膛内高温烟气,有利于煤粉燃尽,但炉膛内部高温氧化性气氛区域增加,会导致污染物排放有所升高,约为43.5%的内二次风率能兼顾稳燃与降氮效果;采取适当比率的SOFA替代外二次风,能使得燃烧区域的含氮化合物更易被还原,从而降低排放,在23%SOFA风率下出现明显的低氮效果,NO_(x)排放为72 mg/m^(3)(6%O_(2)),与0%SOFA风率相比减排约67%。

燃气锅炉低氮排放技术应用与进展

在碳达峰和碳中和背景下,节能减排尤为重要。相比于传统化石燃料,天然气锅炉燃烧所生成的污染物较少,然而,燃气锅炉燃烧过程存在着NO_(x)排放量过高的问题。为持续深入推进大气污染防治工作,降低燃气锅炉燃烧全过程产生的NO_(x)排放量至关重要。相较于尾部脱硝技术,低氮燃烧技术具有更优秀的经济性与更广泛的适用性,因此常用于燃气锅炉改造中。简述燃烧过程中NO_(x)生成和还原机理,综述分级燃烧、烟气再循环、加湿燃烧等多种应用较广泛的低氮燃烧技术,并分析各自的降氮原理、影响因素及减排效率,总结各技术的优缺点。除此之外,关于低氮燃烧技术存在燃烧不稳定、效率低的问题,分析多种低氮燃烧技术集成实现降氮的可行性。

一种稳定燃烧的烟道加热低氮燃烧器

设计了一种稳定燃烧的烟道加热低氮燃烧器,可以直接布置在烟道中燃烧加热过程空气。经燃烧模拟计算和燃烧试验验证,该烟道加热燃烧器具有火焰稳定、无熄火风险、耐高温、寿命长、调节比高、NO_x排放量低及温度均匀性高等优点,能在现场场地小、风量变化大等工况下使用。

玻璃窑炉低氮燃烧技术探讨

通过对玻璃窑炉氮氧化物形成机理进行研究,得出氮氧化物形成的条件和规律,针对其不同的形成原因提出了分层燃烧技术、分阶段燃烧技术和低氮燃烧喷枪技术,以降低燃烧过程中氮氧化物的生成。通过在玻璃生产线的应用,可以实现氮氧化物生成量降低30%以上,节能2%~3%。

基于烟气再循环技术的膨胀烟丝焚烧炉排放烟气治理

卷烟厂膨胀烟丝热端焚烧炉排烟应用烟气再循环低氮燃烧技术改造后,分别进行了空载和负载情况下的烟气污染物排放试验测试,结果表明:膨胀烟丝热端焚烧炉排烟应用烟气再循环低氮燃烧技术改造后,可减少天然气用量9%以上,节能显著;烟丝膨胀过程工艺废气携带的含氮化合物因烟气再循环被更彻底的热力分解为氮氧化物,生成量远大于烟气再循环低氮燃烧技术降低的热力型氮氧化物量,同时工艺废气携带的含碳化合物未充分燃烧生成的一氧化碳浓度可降低20%以上。基于测试数据和相关理论分析,膨胀烟丝焚烧炉应用烟气再循环低氮燃烧技术,配合利用一氧化碳还原性的催化脱硝技术,可以实现既节能又减排的目标,实现减少有机废气、氮氧化物、一氧化碳排放的综合效果。

低瓦斯自燃采空区注氮工艺优化研究

为了分析注氮口埋深和注氮流量对采空区氧化带范围的影响,优化低瓦斯自燃煤层采空区注氮防灭火工艺,采用数值模拟和现场实测相结合的方法,分别模拟了未注氮,注氮流量为设计量且注氮口埋深为15 m、30 m、45 m、60 m和75 m,注氮口埋深为45 m且注氮流量为0.50倍、0.75倍、1.00倍、1.25倍、1.50倍和1.75倍设计量时采空区氧化带范围;现场实测了注氮口埋深为45 m且注氮流量为设计量时采空区氧化带范围。研究结果表明:随着注氮口埋深增加氧化带面积逐渐减小,注氮口埋深分别为15 m、30 m、45 m、60 m和75 m时,氧化带面积为未注氮时的100.8%、96.1%、90.5%、95.0%和79.1%;随着注氮流量增加,氧化带面积逐渐减小,注氮流量为0.50倍、0.75倍、1.00倍、1.25倍、1.50倍和1.75倍设计量时,氧化带面积为未注氮时的95.8%、93.4%、90.5%、87.1%、83.3%和79.2%;增加50%的注氮流量,氧化带面积减小7.9%,减少50%的注氮流量,氧化带面积增加5.9%。现场实测结果与数值模拟结果基本一致。对于9202工作面,合理的注氮口埋深为30~60 m,最佳注氮口埋深为45 m,注氮流量为设计量的1.00~1.50倍比较合适,最优注氮流量为设计量的1.25倍。

630 MW火电机组低氮燃烧改造及运行优化策略探析

随着全球能源需求不断增长和环境污染问题日益严重,低氮燃烧技术作为有效降低氮氧化物排放的方法,在火力发电领域中得到有效应用,不仅可以有效抑制氮氧化物的生成,还可以降低氮氧化物对大气环境的影响。如何借助低氮燃烧技术来促进火电机组的节能化、绿色化运行,已然成为火电厂关注重点。从630 MW火电机组低氮燃烧改造要点的分析入手,在此基础上阐明运行优化策略的具体实施。

工艺加热炉低氮燃烧技术的应用

介绍了化工行业工艺加热炉的应用情况,提出加热炉采用低NO_(x)燃烧技术的必要性和可行性,探讨了实现低NO_(x)排放的不同燃烧技术类型。结合聚酯行业热媒加热炉低NO_(x)燃烧改造案例,分析了改造前后NO_(x)的排放情况以及改造所带来的效益。结果显示,低NO_(x)燃烧技术的应用对降低化工行业工艺加热炉的NO_(x)排放有十分重要的现实意义。

链条锅炉低氮燃烧改造技术及应用效果研究

以新疆某热力公司1台70MW链条热水锅炉为例,分析了原有低氮燃烧系统存在的问题,从锅炉风室、烟气再循环系统、二次风系统等三个方面研究了适用于链条锅炉的低氮燃烧改造技术。改造完毕后,该链条锅炉低氮燃烧系统脱硝效果明显,从源头上降低了氮氧化物的产生,并取得良好经济效益,为链条锅炉低氮燃烧改造,实现节能减排提供了一种可行可靠的技术参考和工艺借鉴。

超级低氮燃烧技术在废酸裂解炉上的应用

作为废酸裂解炉的热能供应机构,燃烧器的结构型式、燃烧性能对废酸裂解炉的安全、环保、平稳运行有很大的影响。主要分析了燃烧器氮氧化合物的产生机理和控制措施,并以废酸裂解炉为例,介绍了超级低氮燃烧器的技术机理、设备结构及应用情况,以期为环保事业做出贡献。

某火电厂“W”型火焰锅炉折焰角积灰研究

通过对比某厂#4炉2020年2月及2020年5月2次停炉后折焰角积灰、屏过挂焦情况,简要分析#4炉折焰角积灰、屏过挂焦的原因,并总结期间运行操作调整产生的效果,为下一步运行调整、锅炉技改提供依据,保证机组长周期安全经济运行。

轧钢加热炉超低排放改造实践

文章以轧钢厂常规步进式加热炉超低排放改造为实例,通过对比当前冶金行业常用的活性炭脱硫技术、SDS钠基脱硫技术、钙基固定床脱硫技术和高活性钙粉干法脱硫技术,选取适合轧钢厂常规步进式加热炉的脱硫、脱硝技术,提出加热炉烟气处理采用低氮燃烧+钙基固定床脱硫的组合工艺。现场实施后烟气氮氧化物、二氧化硫及颗粒物均满足超低排放要求,此组合工艺可为同行业企业提供借鉴。

焦炉循环烟气加热技术控制氮氧化物生成的研究与实践

阐述循环烟气加热技术在焦炉生产过程中改变了燃烧机理,使焦炉燃烧室垂直温度分布均匀,降低焦炉生产标准温度,从而控制氮氧化物的生成,分析循环烟气燃烧模式变化带来的节能减排效果;介绍将该技术应用于焦化生产实践所增加的工艺控制点、设备配置情况及其产生的效果。

断层构造对煤结构及氧化自燃特性的影响

为探究断层构造对煤结构及自燃特性的影响规律,以红庆梁煤矿11301工作面断层构造煤和原生煤为对象,采用红外光谱FT-IR实验、热重分析实验、低温氮气吸附实验和封闭式煤氧化实验,分别从微观和宏观角度对煤样的活性基团含量、燃烧特征温度、孔隙结构特征、耗氧速度和氧化放热强度进行分析。红外光谱FT-IR实验结果表明,断层构造煤的活性基团多于本煤层原生煤,断层构造煤的氧化活性高;热重分析实验表明,断层构造煤的裂解温度、临界温度、着火温度、峰值温度和燃尽温度均低于原生煤,断层构造煤表现出更强的自燃倾向性;低温氮气吸附实验结果表明,断层构造改变了煤的孔隙结构,相较于原生煤,断层构造煤比表面积增幅为2.5倍、平均孔径增幅为2.36倍、微孔孔容增幅为2.71倍、介孔孔容增幅为1.69倍。断层构造作用对煤体的孔隙结构特征的影响,便于氧气进入煤体与孔隙中的活性基团发生氧化反应;通过封闭式煤氧化实验可知,温度25~70℃条件,煤的耗氧速度、CO释放速度、CO_(2)释放速度和氧化放热强度随温度升高呈指数增长;在氧体积分数为20%、温度25~70℃条件,红庆梁煤矿11301工作面断层构造煤的氧化放热强度是原生煤的1.37~2.00倍。断层构造煤相对于本煤层原生煤自燃倾向性更强。本次研究从微观和宏观角度揭示了实际采掘环境中断层构造煤更易发生自燃的原因是改变煤自身结构和自燃环境因素,使之更有利于自燃。

热泵型烟气余热回收及降氮系统性能

为解决燃气锅炉烟气冷凝余热回收效率低和氮氧化物(NO_(x))排放浓度高的问题,本文提出一种热泵型烟气冷凝余热回收与降氮协同处理系统。该系统利用换热器和压缩式热泵分级回收烟气高温显热和冷凝余热,以实现烟气余热深度回收;并利用吸收余热的热水对助燃空气进行加热加湿,实现烟气降氮效果。搭建了热泵型烟气余热回收及降氮系统试验台,研究了助燃空气含湿量、空气加湿塔液气比、热网回水温度及流量对系统余热回收和低氮排放性能的影响规律。结果表明:在热网回水温度为40℃、流量为1853L/h工况下,系统余热回收效率可达6.9%,排烟温度可降至24.5℃,NO_(x)排放浓度可降至39.7mg/m3,减排效率可达60.6%。此外,试验工况下的系统供热效率均大于未加湿时锅炉的热效率,余水回收量为20.2~31.2t/a,证明该系统能够协同处理好燃气锅炉的冷凝余热回收、降氮排放、余水回收和消白问题。该系统的最短投资回收期约为4年,具有良好的节能、环保与经济效益。

煤粉富氧分级燃烧NO_(x)排放特性的实验研究

开发煤粉高效清洁燃烧技术是实现“双碳”目标的有效途径之一。该文利用两段式高温滴管炉,研究煤粉高温富氧分级燃烧条件下NO_(x)排放的规律。结果表明:二次风量过大或过小均不利于抑制NO的生成,并且二次风氧气浓度和二次风量对NO_(x)的排放规律存在交互影响;NO_(x)排放浓度最低对应的最佳二次风氧气浓度随二次风量氧气系数的增加而减小。当二次风量氧气系数为0.4~0.5且二次风氧气浓度为30%~70%时,存在多组工况NO_(x)排放浓度满足超低排放要求,并且此时飞灰含碳量均低于8%。高温富氧分级燃烧能实现煤粉高效燃烧的同时直接实现NO_(x)的超低排放。

天然气燃烧器的低氮优化及数值模拟

近年来,天然气低氮燃烧技术层出不穷,然而单一低氮技术的控制效果始终有限。为实现天然气清洁燃烧和低氮排放,设计了一种集分级燃烧、旋流燃烧和烟气再循环等低氮技术于一体的新型低氮燃烧器,以降低燃烧过程中氮氧化物的生成和排放。建立了功率14 MW的燃烧器模型并对其进行数值模拟计算,分析了不同燃烧器结构和运行参数下燃烧器出口附近温度场、速度场以及氮氧化物(NO)浓度场,探究了混合气体旋流强度和二次风出口速度等因素对低氮燃烧性能的影响,优化该燃烧器的结构和运行参数使其达到最佳低氮性能。结果表明:优化前的燃烧器可使燃气在出口截面分布均匀并与空气充分混合,出口截面NO质量浓度已经低于30 mg·m^(-3)的低氮排放标准;燃气支管数量优化为8根时,高温区的集中度和氮氧化物的排放量最低,出口截面NO质量浓度低至7.61 mg·m^(-3);一次风和燃气混合气体旋流强度S 0优化为0.6时,出口截面NO质量浓度低至5.04 mg·m^(-3),S 0越大,产生的旋流效果越好,炉膛内的烟气内循环效应越明显;二次风出口速度优化到15~30 m·s^(-1)范围内时,能形成“山”字型的氮氧化物分布特征,有效降低氮氧化物的排放,炉膛出口截面NO的平均质量浓度能够降至4.91 mg·m^(-3)。优化后的新型低氮燃烧可使NO接近零排放,为后续的实验和工程实践提供重要参考。

二次风平行射流参数对污泥焚烧流化床锅炉低氮燃烧特性影响研究

针对污泥燃烧氮氧化物排放超标的问题,采用涡耗散模型,对市政污泥(含水率40%)在污泥焚烧过程中低氮燃烧排放特性进行模拟与分析,得到了二次风平行射流角度、过量空气系数、二次风风口高度对污泥低氮燃烧的影响规律,以及烟气温度场与组分变化情况。研究结果表明:当二次风入射角度从90°降低到60.8°时,低氮燃烧效果最佳,烟气出口NO_(x)质量浓度从256 mg/m^(3)降低至176 mg/m^(3),降低了31%;当过量空气系数从1.3减小到1.2,烟气中的NO_(x)质量浓度由330 mg/m^(3)降低至176 mg/m^(3),继续减小过量空气系数到1.1时,NO_(x)质量浓度降低至131 mg/m^(3),但烟气中CO浓度大幅升高,过量空气系数宜选择1.2;当风口高度为1.3 m时烟气NO_(x)质量浓度大幅增加到283 mg/m^(3),1.8 m高度下送风烟气NO_(x)质量浓度与2.3 m相比略微升高,CO浓度与1.3 m高度相比变化不大,二次风风口高度推荐设置为1.8 m。