电厂煤粉锅炉协同处置煤制气固体废物技术探究

生化污泥和焦油煤粉是煤制气行业产生的特征固体废物。以新疆某煤制天然气项目为例,针对其自身产生的生化污泥和焦油煤粉,通过利用该项目现有燃煤锅炉开展协同处置工程测试,采用对应的环境风险控制技术及污染防治技术,探究一条能够使生化污泥和焦油煤粉实现无害化、减量化及资源化的处理路径,为煤制气行业今后更安全环保的协同处置固体废物储备技术积累并提供技术支撑。

粉煤炉电厂烟气颗粒物中多环芳烃的赋存特征及源解析意义

针对安徽淮南3家粉煤炉燃煤机组排放的烟气,分析了可吸入颗粒物(PM_(2.5–10)、PM_(1–2.5)、PM_(1))中多环芳烃(PAHs)的浓度和组成及PAHs单体同位素的值.研究表明,烟气颗粒物中PAHs排放浓度主要受锅炉类型、燃烧参数和大气污染控制设施等因素的影响.细颗粒物易富集PAHs,且对高分子量PAHs的富集程度更高.不同粒度颗粒物中PAHs特征比值的变化幅度较小,但对不同燃煤源排放的PAHs仍有较大的不确定性.PAHs单体碳同位素值有效区别燃煤锅炉源、生物质燃烧和车辆尾气排放源,但对于粉煤炉的不同燃烧过程指示不明显.

风冷式干除渣系统在1×330 MW机组中的应用与优化改造

东海热电330 MW机组采用传统的水力除渣方式,存在水资源浪费、能耗高、安全性差、维护费用高等问题。对电厂生产过程中炉渣的排放方式及提高炉渣的综合率方面进行研究论证,将水力除渣系统改造成风冷式干除渣系统,改造后简化了排渣系统,提高了能源利用率及锅炉的效率。风冷式干除渣系统灰渣燃烧充分、含碳量低,保留了炉渣的活性,利于灰渣综合的利用,提高了社会效益及经济效益,对提高整个电厂的经济运行水平具有非常重要的意义。

火电厂运行调整及锅炉燃烧调整对飞灰品质的影响分析

锅炉是火电厂运行中的重要设备,主要利用煤粉燃烧产生的热量进行汽轮发电。但是,锅炉燃烧期间会产生大量飞灰,如果飞灰中的含碳量超出了要求标准,则会影响飞灰品质,还容易对周围环境造成污染。火电厂运行调整和锅炉燃烧调整都会对飞灰品质产生不同程度的影响,要清楚各类要素的影响程度,并从提高飞灰品质和降低飞灰中含碳量的角度出发,做好火电厂运行调整、锅炉燃烧调整以及优化煤种质量和配置等工作,完善调整控制措施,切实提升锅炉燃烧中飞灰的质量。

电厂锅炉混煤掺烧技术研究与实践

受电煤供应紧张等因素影响,国内燃煤发电机组普遍燃用非设计煤种的混煤。在进行混煤掺烧技术研究与实验室试验研究的基础上,分析了传统"炉前掺配,炉内混烧"方式的优势与不足,创造性地提出适用于不同燃烧系统的"分磨制粉"掺配方式,明确了根据掺混煤种的可磨性、燃烧特性、输配煤设备、锅炉燃烧系统等选取最优混煤掺烧方式的组合式方法,并在实践应用中不断丰富混煤掺烧技术,提供了中储式制粉系统煤粉仓内混配和炉内混烧2种可选方式,取得了显著的经济效益。

神华煤结渣倾向和结渣机制研究

神华煤是我国储量大、发热量高的优质动力煤,但因其灰熔点低、易结渣,燃用神华煤的锅炉经常遇到严重的结渣问题。该文在0.25MW燃烧试验台架上对比研究2个典型煤种,即神华煤和新汶煤(高结渣倾向和低结渣倾向)的结渣动态过程,使用扫描电镜(二次电子成像)和X射线衍射仪分别研究了神华煤燃烧过程中不同部位沉积样品的形貌学和晶相组成。结合灰污热流仪测试结果,提出了沉积灰渣的平均脱落周期和平均热流衰减幅度2个指标,这2个指标能够较好地定量判断不同煤种的结渣倾向。易结渣神华煤的脱落周期和平均热流衰减幅度分别为Tsh≥270min和Aq≥92.7kW/m2;而不易结渣新汶煤的脱落周期和平均热流衰减幅度分别为Tsh=58.5min和Aq=23.77kW/m2。重点分析了高铁神华煤中铁的存在形式和转化过程,理论分析和试验结果表明,导致高铁神华煤结渣的一个重要因素是煤中硅酸盐形式含铁矿物质颗粒在炉内产生的粘附性熔融颗粒。

燃煤锅炉颗粒物粒径分布和痕量元素富集特性实验研究

文中用基于空气动力学直径分级的8级Andersen撞击器对煤粉锅炉排放的飞灰进行了现场采样,给出了电除尘器入口和出口的气溶胶颗粒物粒径分布.使用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES),测定了不同粒径颗粒物上8种痕量元素As、Pb、Cr、Cd、Ni、Co、Cu、Zn的含量.结果表明,电除尘器入口烟气中飞灰粒径在0.7～17.5μm范围内呈单峰分布,峰值在7.48～10.97μm,而除尘器出口排放的颗粒物在1～10μm之间分布则比较平缓,PM2.5的质量份额明显增加.上述痕量元素在小粒径的飞灰上有明显的富集,同一粒径上的富集程度正相关于它们的挥发性,Cu、Cr、Co、Ni的相对富集倍数为4～6倍,挥发性最强的As的相对富集倍数接近30倍.此外,痕量元素的质量粒径频度分布在1～10μm有细微的双峰.

燃煤锅炉制粉系统的优化运行试验

该文在磨煤机出力变化时,进行了优化分离器转速和一次风量的试验。试验发现:当磨煤机出力为12 kg／s时,建议分离器转速为85r／min、风粉比为2.0;当磨煤机出力为8 kg／s时,建议分离器转速为70r／min、风粉比为2.5。文中得出的风／粉比和分离器转速／给煤量曲线可以指导磨煤机的运行。

最小资源分配网络及其在电站锅炉中的应用

燃煤电站锅炉内NOx 的生成规律非常复杂,与锅炉的燃煤、送风方式、燃烧器等许多运行参数和结构有关。人工神经网络具有联想、记忆、自适应、自学习、适于处理非线性问题等优点。该文采用基于RBF网络的最小资源分配网络(MRAN)对某电站锅炉NOx 的生成规律和效率进行建模,该模型不仅能自动调节隐节点数、学习速度快、学习精度高、适于在线运行,而且具有能同时预测NOx排放和锅炉效率等优点。该模型对电站锅炉的运行具有指导意义和参考价值。

大型煤粉电站锅炉直接掺烧生物质研究进展

为提高生物质在大型煤粉电站锅炉直接掺烧的安全性和经济性,分析了多种典型生物质与典型煤种的煤质及燃烧性能差异,论述了掺烧生物质后对锅炉主机及辅机的设备适应性及运行的影响,同时分析了国内外煤粉锅炉直接掺烧生物质的典型掺烧方式及特点。结果表明,生物质具有水分高、密度低、挥发分和氧含量高、硫含量低、环保性能好等优势。大型煤粉电站锅炉掺烧生物质时,需充分考虑掺烧生物质对机组设备的适应性及运行参数的影响,重点考虑生物质的全水分、发热量、灰熔融温度和灰成分中Fe 2 O 3、CaO、MgO和K 2 O等碱性氧化物对燃料制备、储存和输送,锅炉效率,制粉系统出力,带负荷能力及锅炉的结渣、沾污和腐蚀等影响。通过优选生物质种类,掺烧5%~10%的成型生物质对大型煤粉电站锅炉主机、燃烧系统、制粉系统及其他辅机系统运行无明显影响。综合考虑技术可行性、经济性及运行安全性,采用独立喷燃工艺2即利用锅炉备用制粉系统实现生物质独立掺烧的经济性更高。为防止生物质燃烧器的烧损,要求磨制生物质燃料的磨煤机进口风温在100℃以内,以保证磨出口一次风温不超过50℃,以40~45℃为宜。当生物质比例低或掺烧时间短时,可考虑共磨掺烧方案,但需严重控制生物质自燃,确保生物质掺烧的安全性。因此通过优选生物质种类和掺烧方式、控制掺烧比例、优化运行参数等可保证大型煤粉电站锅炉直接掺烧生物质的安全运行。在大容量高参数的煤粉锅炉上直接掺烧生物质具有投资和占地面积少、无或少量设备改造、热效率高、掺烧不受季节影响等优势,目前制约其大规模推广应用的主要原因是生物质不受人工干预的准确计量。

基于实测的燃煤电厂氟排放特征

选择我国4家电厂的6台煤粉锅炉，进行了烟气以及飞灰、底渣、脱硫石膏等燃煤副产物样品的采集和F（氟）含量分析，考察燃煤电厂F排放特征．结果表明：经过烟气除尘、脱硫及脱硝装置后，烟气中氟化物浓度明显降低；除尘器主要脱除烟气中颗粒态F，静电除尘器对烟气中氟化物的总脱除效率为19．50％～36．59％，布袋除尘器的脱除效率略高于静电除尘器；石灰石～石膏湿法脱硫装置可协同脱除烟气中94．19％的氟化物．燃煤中的F经过燃烧和烟气净化装置后，有0．83％～3．37％由底渣排放；1．20％-2．00％转移到脱硫废水中；13．45％-33．80％转移到飞灰中；59．60％～79．66％转移到脱硫石膏中；只有2．04％-5．00％通过烟囱排人大气．

HM型等离子燃烧器多级燃烧特性数值模拟

用Fluent软件对HM型等离子燃烧器的点火燃烧特性进行了二维数值模拟,计算了煤粉空气混合物从等离子点火区到炉膛内主要断面的温度场、着火过程成分变化和煤粉进入炉膛初期的燃尽率等。结果表明:一级燃烧筒内的煤粉在离开等离子体点火区距离约D1(一级筒直径)的部位挥发分开始着火;一级燃烧筒中心线上的温度从点火区开始首先降低然后升高;二级煤粉在距离二级燃烧筒入口约2倍D2(二级燃烧筒直径)处开始着火,二级燃烧筒断面温度中部高四周低;三级煤粉在距离二级燃烧筒出口约2m处开始着火,并形成稳定的火球状火焰。计算结果还表明:燃烧器燃尽率较高,当形成稳定的火焰时,挥发分已经完全燃烧,碳的燃尽率达到46%以上。

基于生成机理的燃煤电站锅炉NO_x排放量神经网络模型

到目前为止,对燃煤电站锅炉 NOx 生成规律的研究主要集中在试验和基于化学反应动力学的 CFD 模型研究上,而对基于 NOx 排放规律的人工神经网络模型研究得较少。为数不多的研究者也只是采用人工神经网络黑箱的特点,没有充分应用现已逐渐成熟的 NOx 生成机理。该文基于 NOx的生成机理,针对某燃煤电站锅炉,提出 NOx 排放量的神经网络模型。该神经网络模型具有可以预测各一次风粉单元 NOx 生成量、锅炉 NOx 排放量、网络隐节点数少、泛化能力强、鲁棒性好、学习速度快等优点。所提出的模型可以为大型电站锅炉通过燃烧系统自动调整或结构改造降低 NOx排放提供依据。

基于不同标准的锅炉热效率及发电标准煤耗率修正方法

对不同标准中规定的锅炉输入热量计算方法进行了分析,指出同一机组在同一工况下,只有在基准温度与燃料温度和空气预热器入口空气温度相等且雾化燃油所消耗的蒸汽量为零时,依据不同标准得到的锅炉热效率以及由此得到的发电标准煤耗率才完全相同.基于锅炉热效率反平衡计算表达式,采用微分方法并结合泰勒公式,得到燃料温度、空气预热器入口空气温度、所采用的基准温度以及煤种偏离基准参数时,引起锅炉热效率和发电标准煤耗率偏差的计算方法,并以某2台300MW凝汽式机组为例进行了计算验证.结果表明:将试验工况下的锅炉热效率和发电标准煤耗率修正到同一基准参数下时,不同机组之间的锅炉热效率和发电标准煤耗率才具有可比性.

切向燃烧锅炉炉膛结渣问题的研究

针对一台 130t/h 切向燃烧锅炉炉膛出现的结渣问题,提出一种可以消除结渣的燃烧器结构和燃烧器配风方式。数值计算结果表明,改造后的燃烧器,锅炉炉内实际切圆直径减小,炉膛温度水平降低,上二次风喷口附近水冷壁壁面O2 浓度增加,都有利于抑制和消除炉膛的结渣。改造后的炉膛结渣基本消除,锅炉高负荷运行稳定性提高,数值计算结果与现场实测数据基本吻合。

带原煤预干燥的电站高效烟气余热利用系统热力学分析

在燃用较高水分煤种的系统中,将原煤预干燥系统和烟气高效余热利用系统结合,能够在提高进入锅炉热量的同时充分实现能的梯级利用,缓解换热设备的低温腐蚀,进一步提高机组的经济性和安全性。为研究高效烟气余热利用系统与原煤预干燥系统结合对系统效率的影响,文章建立了干燥机、制粉系统的热平衡模型,在此基础上以国内某典型百万千瓦超超临界燃煤机组为案例,对带原煤预干燥的高效烟气余热利用系统进行了热力学计算,详细分析了系统的能量分布及经济性能,并对原煤的干燥程度对烟气酸露点和空气预热器选型的影响进行了讨论。结果表明:该系统在锅炉最大连续蒸发量(boiler maximum continuous rating,BMCR)工况下,将原煤由18.1%水分干燥至8%水分时,能够降低发电煤耗6.56g/(k W·h),较采用低温省煤器的常规余热利用系统发电煤耗降低5.74g/(k W·h),与此同时,烟气的酸露点温度、空气预热器的空气流量及换热量均有一定程度的下降,机组经济性和运行安全性均有较大幅度提高。

燃煤锅炉微油点火燃烧器的数值计算分析

结合煤粉锅炉微油点火燃烧器的结构特点,用数值仿真软件对圆形截面燃烧器的内部燃烧特性进行了三维流动数值模拟,计算了从燃烧器入口到炉膛的燃烧特性。分析了一次、二次燃烧室两个方向上的温度、速度分布.模拟结果表明:燃烧器一次风速度的提高对煤粉气流的着火不利,太低又会引起堵粉,同时使一次燃烧室结焦的可能性增大;微油点火燃烧器在喷口处形成了风包火的着火工况,降低了燃烧器喷口边缘温度,改善了燃烧器的工作环境.

煤粉高掺钙燃烧时煤灰矿物形成机理的热力学分析

以热力学分析为主要手段,对煤粉在高掺钙条件下燃烧时煤灰矿物的形成机理进行了研究。研究表明,在高掺钙条件下,煤灰形成过程中的固相反应将向优先生成硅酸二钙2CaO?SiO2和钙铝黄长石2CaO?Al2O3?SiO2的方向进行,因此煤灰的矿物组成将以硅酸二钙和钙铝黄长石为主,这与以玻璃体和石英、莫来石为主的普通粉煤灰的矿物组成完全不同。硅酸二钙具有很好的水硬性,利用这一特性,可以开展进一步的研究,即通过掺钙对粉煤灰的进行改性处理,改善其矿物组成,使粉煤灰成为本身具有水硬性的类水泥材料,从而促进电厂粉煤灰的综合利用。

煤粉炉结渣预测技术的发展及新技术应用

介绍国内外锅炉结渣诊断与预报技术的发展和研究现状、模糊判断、燃烧过程的数值模拟等新技术在电厂锅炉结渣预测方面的应用,并用数值模拟技术对元宝山电厂2号炉结渣情况进行分析,以期对电厂安全经济运行提供有益的指导。

电厂煤粉锅炉汞排放特性研究

通过分析某电厂煤粉炉燃烧后固体、液体和气体中含汞量,获得了300、600MW煤粉锅炉的汞排放特性。结果表明,进入300、600MW煤粉锅炉的汞最后主要富集在飞灰中而被除尘器捕集,分别占总汞质量的85.10%、69.17%;湿法脱硫系统能脱除一部分烟气汞,脱硫石膏、废水中的汞分别占3.56%、11.66%;底渣中的汞均占了不到1%;最后排入大气的烟气中汞分别为3.23、3.51μg/m3,分别占10.93%、19.15%。