四角切圆煤粉锅炉SOFA改造降低NO_x排放的数值模拟研究

对一台220t/h四角切圆煤粉锅炉采用空气分级燃烧技术改造前后的锅炉燃烧工况进行了数值模拟。结果表明,与改造前相比,改造后炉膛实际切圆直径变小,在分离燃尽风(SOFA)下方的区域氧量较低,煤粉不完全燃烧产生较多的一氧化碳,形成还原性气氛。同时,温度也较低,有效地抑制了NOx的生成,NOx排放量由改造前的618mL/m3降为228mL/m3。炉内煤粉颗粒的运动有一定的随机性,总体上煤粉颗粒喷入高度越低,在炉内停留时间越长。

GB 50030—2013和GB 16912—2008的比较

GB 50030—2013《氧气站设计规范》和GB 16912—2008《深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术规程》在空分行业都有着广泛的应用,但是这两个标准在适用范围、防火间距、放散高度等很多技术细则上存在一定的差异,某些方面两个标准可互相补充。在具体应用中,应根据两个标准的各自特点进行综合考虑。对两个标准中的部分内容进行比较,目的是便于空分相关设计人员更好地理解标准、更准确地使用标准。

燃煤电厂压缩空气集中供应技术路线对比分析

针对燃煤电厂开展压缩空气集中供应的综合能源项目,分析了商业市场,空压机本体及驱动的技术路线,指导电厂根据市场需要优化开展空压机及驱动方式选型设计和安装实施。结果表明空压机设备选型时需要充分考虑压缩空气的可靠性、稳定性要求,以满足客户需求。空压机型式与容量的确定应遵循经济性、安全性等原则。项目设计应考虑排气压力、排气量、压缩比,以及用气高峰、平均用量、低谷用量、压缩空气品质要求等因素。

600MW超临界机组燃烧调整中SOFA摆角的作用

通过锅炉燃烧调整试验,标定了二次风量、O2含量和排烟温度,进行了SOFA摆角调整对汽温偏差影响的试验,给出了SOFA风水平摆角优化运行的推荐参数。

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。

高速燃尽风射流对NO_(x)与CO协同控制的模拟研究

针对某75 t/h四角切圆煤粉电站锅炉采用深度空气分级脱硝后带来的CO浓度提升问题,提出了高风速燃尽风射流对NO_(x)与CO协同控制的方法.使用计算流体力学(CFD)数值模拟方法,研究了该技术的工作原理以及对火焰燃烧特性的影响.研究结果表明:①对传统空气分级,燃尽风风率从20%增加到40%时,锅炉出口NO_(x)质量浓度从450 mg/m^(3)降低到263 mg/m^(3),同时折烟角处CO质量浓度从15.5 mg/m^(3)增加到428.3 mg/m^(3);②采用高速燃尽风,燃尽风风率为40%,风速提高至82 m/s,可以保证NO_(x)与CO同时有效控制;③高风速对CO燃尽的原因,归因于在炉内形成一个大回流区,此处有氧浓度高、停留时间长、湍流强度高等特点,这些都促进了CO燃尽,模拟也表明高风速燃尽风喷射不影响炉内煤粉燃烧过程.该新工艺的提出与数值模拟研究,对深度空气分级脱硝与CO同时控制的工业应用有一定理论指导意义.

用于IGCC电站空分系统空气压缩单元驱动方式的比较研究

在IGCC电站中,空气分离系统(空分系统)的能耗最高。如果能降低空分系统的能耗,将显著提高IGCC电站的供电效率。该文依托某IGCC示范电站,对IGCC电站独立空分系统空气压缩单元的2种驱动方式进行了分析比较,认为相比于电动机驱动方式,小型汽轮机驱动空气压缩单元的方式不仅有利于电站的启动,而且能使电站的供电效率提高0.47%,在低负荷工况下运行,提高的幅度会更加显著。为进一步提升电站经济效益,通过改造IGCC电站的余热锅炉,增加补燃装置,使其可以在空分系统启动时为小型汽轮机提供启动蒸汽,从而大大降低电站的初期投资。

采空区自燃隔离墙与氮气联合防火技术

为防止下沟煤矿下分层ZF1801工作面采空区自然发火,现场监测工作面实际供风量1026 m^(3)/min时的氧气体积分数和漏风速度.并基于采空区自燃"三带"划分标准和数值模拟的方法,采用FLUENT软件研究下分层ZF1801工作面采空区自燃带变化规律,确定自燃带的范围,得到采空区自燃带的拟合曲线,提出"堵漏降氧-惰化置换"联合防灭火技术.研究结果表明:数值模拟的自燃"三带"变化规律与现场监测吻合较好,数值模拟可靠,其中氧化升温带在采空区进风侧为40~150 m,中部为35~130 m;下分层ZF1801采空区内布置风流隔离墙布置间距为50m时和注氮筛管之间间距保持在40m时,防灭火效果较好,其中使用风流隔离墙氧化升温带最大宽度由110 m缩减至80 m,使用筛管注氮氧化升温带最大宽度由110 m缩减至25 m;现场应用风流隔离墙和筛管注氮相结合的防灭火后下分层采空区回顺侧束管CO体积分数由476×10^(-6)降至32×10^(-6),上隅角CO体积分数由300×10^(-6)降至11×10^(-6).上分层采空区,运顺侧上方采空区内的CO体积分数由700×10^(-6)降至37×10^(-6),回顺侧由528×10^(-6)降至19×10^(-6),治理效果显著.

细水雾灭火强化火焰现象实验研究

通过自主研发的析出式气泡雾化细水雾系统对酒精、汽油、柴油、煤油进行灭火实验。针对空气扰动、水煤气反应、液滴喷溅三种可能性,通过不同的实验验证探究细水雾灭火强化火焰现象的原因。实验采用的喷嘴为具有单通道输送双流体功能的新型喷嘴,流量为120kg/h,SMD平均粒径为112μm,向下的纵向速度为26.49m/s,距离油盘0.9m,出口压力为0.3 MPa。实验结果表明:柴油、煤油等燃料强化的现象主要由空气扰动和液滴飞溅因素所致。酒精的强化现象只是由于油滴飞溅因素所致。

大空间建筑防火分区的设计方法研究——以厦门机场空运货站为例

根据我国现行建筑防火规范对空运货站进行防火分区设计无法满足其高效便捷的作业空间要求,因此需要探讨大空间建筑防火分区的设计方法.厦门机场空运货站拟采用美国国家防火协会标准"防火分隔带"的方法进行分区,为论证该设计方法的可行性,利用CFAST火灾模拟软件对空运货站从火灾危险性、火灾场景以及烟气流动状态预测等方面进行火灾模拟分析,研究结果表明采用"防火分隔带"对大空间建筑进行防火分区能够满足其防火功能要求.

混烧准东煤660 MW煤粉炉分离燃尽风位置优化研究

以某混烧准东煤与北塔山煤的660 MW超超临界四角切圆锅炉为研究对象,使用ANSYS FLUENT软件,模拟当准东煤与北塔山煤的混烧质量比分别为8∶2、9∶1和10∶0时,分离燃尽风喷口投用位置对炉膛出口NO_(x)浓度和煤粉燃尽率的影响,确定分离燃尽风的最佳位置。研究表明,各混烧比下,还原区高度为4 m时,炉膛出口NO_(x)浓度和煤粉燃尽率达到最佳值,NO_(x)浓度分别为227.0、240.3、260.5 mg/m^(3),煤粉燃尽率分别为98.77%、98.67%、97.75%。保持还原区高度4 m不变,改变高低位燃尽风间距,当高低位燃尽风之间的距离为2.5 m时,炉膛出口NO_(x)浓度和煤粉燃尽率达到最佳值,NO_(x)浓度分别为227.010、240.300、260.525 mg/m^(3),煤粉燃尽率分别为98.77%、98.67%、97.75%。研究结果可为类似炉型混烧或全烧准东煤提供参考。

480t/h锅炉空气分级燃烧优化数值模拟

为降低NOx排放,对某电厂480t/h锅炉空气分级燃烧改造数值模拟与优化,研究了分离燃尽风、切圆变化、煤粉细度变化对锅炉炉内温度场、NOx浓度分布和煤粉燃尽率的影响。模拟结果表明:空气分级改造后NOx排放浓度约为250mg/m3,较改造前降低约48%;切圆减小后,煤粉气流偏墙现象明显改善,水冷壁的结渣及高温腐蚀趋势降低;煤粉细度减小以后,煤粉燃尽率提高至97.56%,NOx排放浓度为248mg/m3,略有降低。

AZD20t/h抛煤机锅炉的改造设计

本文主要介绍一种ＡＺＤ２０ｔｈ抛煤机锅炉的改造方案，通过对炉排的改造、炉膛结构的改变、以及采取炉内飞灰分离措施、改进二次风系统，使该型锅炉达到更新换代之目的，既解决了冒黑烟问题，又提高了锅炉热效率。

空气喷射流之涡旋拟序性在隔烟中的应用研究

为改善空气射流(幕)的隔烟效果,根据涡旋运动的拟序性,研究增强涡旋运动的拟序性对空气射流(幕)隔烟的影响。通过2股相向错位空气喷射流加强涡流拟序性,采用理论分析及基于大涡模拟(FDS)的方法,展示射流涡流的拟序性现象,说明拟序涡流限制无序运动的原理、作用过程,证明增强涡旋拟序性能提高空气射流(幕)的隔烟能力,同时用实物试验验证了该方法隔烟的有效性。

低氮燃烧在大比例掺烧焦炉煤气煤粉锅炉上的应用

低氮燃烧技术已经成为燃煤电站锅炉常用脱硝辅助手段,通过分级送入分离式燃尽风,在燃尽区形成NOx控制,以零运行成本实现NOx大幅度减排。由于运行稳定,技术成熟,因此被广泛使用。但对于大比例掺烧焦炉煤气煤粉锅炉而言,焦炉煤气烧嘴布置形式对低氮燃烧影响较大,布置不当会对锅炉运行稳定性和经济性产生不利影响。

切圆锅炉空气分级NO_x生成特性空间分布研究

针对某电厂NOx排放过高的问题,通过对NOx的形成机制以及煤质分析,运用CFD软件模拟锅炉炉内燃烧状况,采用空间分布法分析600MW锅炉深度空气分级燃烧下NOx的生成特性。计算结果表明,空间分布法能够详细的说明NOx生成特性;燃烧器喷口附近区域NOx的生成与还原最为剧烈;挥发分析出速率与焦炭燃尽速率对HCN生成有着重要的影响;HCN与一、二风的混合程度影响了主燃区燃烧器喷口下游燃料型NOx反应速率;燃料型NOx生成速率明显大于热力型NOx生成速率,控制NOx的产生最主要是控制燃料型NOx的生成与还原。分离燃尽风(separated over fired air,SOFA)投入使得主燃烧器区域缺氧程度严重,主燃区NOx整体浓度较低,后期未完全燃烧物质的补燃影响了出口截面NOx浓度;采用SOFA分级能够在保障NOx得到还原的前提下,进一步促进焦炭的燃尽,降低出口烟温和飞灰含碳量。

660MW超临界墙式切圆煤粉锅炉烟温偏差优化控制

对某电厂660 MW超临界墙式切圆煤粉锅炉炉膛出口烟温偏差过大现象进行了数值模拟,并将模拟结果与试验结果进行了比较.结果表明:模拟结果与试验结果吻合较好;残余旋转气流造成了烟温偏差;将SOFA水平摆角反切、减小二次风挡板开度和增大SOFA挡板开度,均有利于降低炉膛出口烟温偏差;通过采取上述措施,提高了锅炉的经济性与安全性.

厦门机场货站建筑防火分区设计

根据我国现行建筑防火规范对空运货站进行防火分区设计无法满足其高效便捷的作业空间要求,因此需要探讨大空间建筑防火分区的设计方法。厦门机场空运货站拟采用美国国家防火协会标准(NFPA)"防火分隔带"的方法进行分区,为论证该设计方法的可行性,利用CFAST火灾模拟软件对空运货站从火灾危险性、火灾场景以及烟气流动状态预测等方面进行火灾模拟分析,研究结果表明采用"防火分隔带"对大空间建筑进行防火分区能够满足其防火功能要求。

基于三次风浓淡分离的四角切圆锅炉低NO_x燃烧数值模拟

模拟分析了四角切圆锅炉燃用无烟煤时NO_x的排放特性。采用浓淡分离器对三次风进行浓淡分离,预测了浓、淡三次风从燃烧器不同高度进入炉膛,对炉内NO_x生成的影响。模拟结果表明:三次风对炉内NO_x生成有重要影响,将分离后的浓淡三次风下移喷入炉内,配合增大燃尽风风量,可使炉膛出口NO_x降到500mg/m3以下。

墙式分离燃尽风对660MW切圆燃烧锅炉烟温偏差影响的数值模拟研究

为研究墙式分离燃尽风(separated over-fire air,SOFA)对切圆燃烧锅炉烟温偏差的影响效果,对1台660MW四角切圆燃烧锅炉开展了多工况炉内流动、燃烧和污染物排放数值模拟,研究了墙式SOFA风率和摆角对锅炉烟温偏差的影响。结果表明:SOFA风量增加,使得炉膛出口烟窗截面温度分布不均匀系数和炉膛出口截面烟温偏差减小,并且有利于降低NO_x排放量,但对煤粉燃尽率影响不大;SOFA喷口水平摆角增大,有利于降低锅炉烟温偏差;SOFA喷口向下摆动,有利于降低锅炉烟温偏差。