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富氧燃烧氛围下纯煤掺烧生物质的污染物排放模拟研究

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热能动力工程 2016年第7期31卷 68-73,135页

作者：董静兰华北电力大学能源动力与机械工程学院教育部电站设备状态监测与控制重点实验室河北保定071003

利用ASEPN PLUS流程模拟软件对富氧燃烧氛围下纯煤掺烧生物质时污染物的排放特性进行了模拟分析,结果表明:在掺烧比例一定时,富氧燃烧氛围下烟气中NO_x和SO_x排放浓度远低于常规空气燃烧氛围下的值,而CO的排放浓度显著高于常规空气燃烧... 详细信息

利用ASEPN PLUS流程模拟软件对富氧燃烧氛围下纯煤掺烧生物质时污染物的排放特性进行了模拟分析,结果表明:在掺烧比例一定时,富氧燃烧氛围下烟气中NO_x和SO_x排放浓度远低于常规空气燃烧氛围下的值,而CO的排放浓度显著高于常规空气燃烧氛围的值,且随O_2浓度的提高,NO_x和SO_x的排放浓度逐渐增加,CO的排放浓度逐渐降低;在O_2浓度一定时,燃烧温度对CO的排放浓度影响很大,当温度超过1 200℃以后,CO的排放浓度急剧上升,NO_x的排放浓度随燃烧温度的升高而增加,SO_x的排放浓度受燃烧温度影响不大,随燃烧温度的升高略有增加。

关键词： ASEPNPLUS 富氧燃烧掺烧污染物

不同烟气再循环方式下富氧燃煤锅炉的经济性分析

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动力工程学报 2012年第3期32卷 177-181,186页

作者：董静兰阎维平马凯华北电力大学能源动力与机械工程学院电站设备状态监测与控制教育部重点实验室保定071003

以300MW富氧燃煤锅炉为例,详细计算并比较了不同烟气再循环方式下锅炉的排烟损失及辅机的功耗,分析了不同配置的烟气再循环方式对富氧燃煤锅炉系统经济性的影响.结果表明:FGD与DCC串联布置的湿烟气循环方式(二次循环烟气不脱硫也不脱水... 详细信息

以300MW富氧燃煤锅炉为例,详细计算并比较了不同烟气再循环方式下锅炉的排烟损失及辅机的功耗,分析了不同配置的烟气再循环方式对富氧燃煤锅炉系统经济性的影响.结果表明:FGD与DCC串联布置的湿烟气循环方式(二次循环烟气不脱硫也不脱水)锅炉的排烟损失最低(5.6%),辅机的功耗最高(14MW);单独DCC布置干烟气循环方式锅炉的排烟损失最高(7.56%),辅机的功耗最低(13.23MW).

关键词：富氧燃烧湿烟气循环干烟气循环排烟损失

富氧燃煤锅炉烟气再循环方式选择与水分平衡计算

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动力工程学报 2011年第12期31卷 893-898,943页

作者：阎维平董静兰马凯华北电力大学教育部电站设备状态监测与控制重点实验室保定071003

在不同的二次烟气再循环方式下,以300 MW富氧燃烧锅炉机组为例,对分别采用直接接触式冷却器（DCC）进行烟气脱水和湿式脱硫（FGD）与DCC串联进行烟气脱硫及脱水的富氧燃烧系统详细计算并比较了烟气中水蒸气体积分数的变化,并计算和比较... 详细信息

在不同的二次烟气再循环方式下,以300 MW富氧燃烧锅炉机组为例,对分别采用直接接触式冷却器（DCC）进行烟气脱水和湿式脱硫（FGD）与DCC串联进行烟气脱硫及脱水的富氧燃烧系统详细计算并比较了烟气中水蒸气体积分数的变化,并计算和比较了各种布置方式下的风机功耗.结果表明：单独采用DCC脱水情况下,锅炉烟气水蒸气体积分数比空气燃烧方式下高10%-15%;二次循环烟气脱水时,锅炉烟气中的水蒸气含量比空气燃烧方式下高约3%;FGD与DCC串联布置时的锅炉流通烟气水蒸气含量略高于采用单独DCC时二次循环烟气脱水的水蒸气含量;电厂循环水温度为30℃时,DCC出口烟气理论水蒸气体积分数为4.28%;单独采用DCC脱水的干烟气循环方式的风机总电耗最小.

关键词：富氧燃烧烟气再循环水蒸气体积分数 DCC脱水

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增压富氧燃烧与捕集CO2电站的经济性分析

动力工程学报 2012年第9期32卷 712-717页

作者：阎维平董静兰任海锋华北电力大学能源动力与机械工程学院教育部电站设备状态监测与控制重点实验室保定071003

以300MW燃煤锅炉汽轮发电机组为研究对象,计算了其在6～8MPa压力下增压富氧燃烧的经济性,并与常压富氧燃烧下的经济性进行了对比分析.结果表明:由于系统压力的提高,烟气中水蒸气的凝结热得以回收,用于加热汽轮机低温凝结水,减少汽轮机抽... 详细信息

以300MW燃煤锅炉汽轮发电机组为研究对象,计算了其在6～8MPa压力下增压富氧燃烧的经济性,并与常压富氧燃烧下的经济性进行了对比分析.结果表明:由于系统压力的提高,烟气中水蒸气的凝结热得以回收,用于加热汽轮机低温凝结水,减少汽轮机抽汽,使汽轮机出力增加,电厂的毛输出功率接近320MW;增压富氧燃烧的空气深冷分离制氧(ASU)功耗大大增加,占毛输出功率的26%,而烟气压缩(CPU)的功耗大大降低,约为毛输出功率的0.2%;综合考虑电站其他辅机功耗后,6～8MPa下增压富氧燃烧的电厂净效率比常压富氧燃烧下提高了4.5%.与常压富氧燃烧发电机组相比,增压富氧燃烧在CO2的捕集、压缩液化与封存(CCS)技术中的经济性明显提高.

关键词：常压富氧燃烧增压富氧燃烧 CO2捕集经济性毛功率净效率

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富氧气氛下煤与生物质掺烧时砷的释放研究

动力工程学报 2017年第3期37卷 237-241页

作者：董静兰马凯华北电力大学能源动力与机械工程学院教育部电站设备状态监测与控制重点实验室河北保定071003

利用化学试剂对富氧气氛下煤与生物质掺烧后的灰进行湿法消解,采用AFS-933原子荧光分度计对其中的砷含量进行了测量分析.结果表明:掺烧生物质后砷的释放受到一定的抑制,生物质掺烧比例越大,灰中砷元素的相对富集系数越大;随着燃烧温度... 详细信息

利用化学试剂对富氧气氛下煤与生物质掺烧后的灰进行湿法消解,采用AFS-933原子荧光分度计对其中的砷含量进行了测量分析.结果表明:掺烧生物质后砷的释放受到一定的抑制,生物质掺烧比例越大,灰中砷元素的相对富集系数越大;随着燃烧温度的升高和O_2体积分数的增大,灰中砷的相对富集系数减小,有利于砷的释放;不同的生物质种类与不同煤种掺烧燃烧时,生物质种类对砷释放的抑制作用比煤种的影响明显.

关键词：砷富氧气氛生物质掺烧

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增压富氧燃煤锅炉省煤器管束磨损研究

西安交通大学学报 2013年第3期47卷 53-59页

作者：阎维平马凯高正阳董静兰华北电力大学能源与动力工程学院河北保定071003

针对常压空气燃烧和增压富氧燃烧两种工况,利用CFD软件、应用k-ε双方程模型模拟锅炉省煤器管束间烟气的流动,用拉格朗日方法研究管束间颗粒的运动,并利用颗粒与管壁的碰撞和反弹模型考虑颗粒与壁面碰撞后的运动。通过对比3种磨损模型,... 详细信息

针对常压空气燃烧和增压富氧燃烧两种工况,利用CFD软件、应用k-ε双方程模型模拟锅炉省煤器管束间烟气的流动,用拉格朗日方法研究管束间颗粒的运动,并利用颗粒与管壁的碰撞和反弹模型考虑颗粒与壁面碰撞后的运动。通过对比3种磨损模型,得出Oka模型考虑的因素相对更全面,与实验数据也比较吻合。利用该模型可得壁面磨损量随流速呈指数规律变化,随着入射角度的增大磨损量先增加后减小,壁面材料硬度越大,磨损量越小,并且随着颗粒粒径增大磨损量略有增加。增压富氧燃烧下,最大磨损速率比常压下小很多,且最大磨损位置也发生了变化,各管排的颗粒撞击和平均磨损速率分布较均匀,除了第1排管外,单管最大磨损区域位于管壁迎风阶两侧60°附近。这对省煤器实际运行及增压富氧燃烧下省煤器的设计有重要意义。

关键词：增压富氧数值模拟颗粒运动磨损模型磨损速率

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高压富氧气氛下痕量元素排放形态研究

热力发电 2016年第10期45卷 50-53页

作者：董静兰华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室河北保定071003

利用化学热力学平衡软件FactSage,对富氧燃烧气氛不同系统压力下痕量元素(Hg、As)的排放形态进行了模拟计算。结果表明:Hg主要以Hg(g)、HgCl_2(g)、HgO(g)的形式存在,随着压力的提高,HgCl_2(g)转化区间的温度升高,HgO(g)的摩尔分数增大... 详细信息

利用化学热力学平衡软件FactSage,对富氧燃烧气氛不同系统压力下痕量元素(Hg、As)的排放形态进行了模拟计算。结果表明:Hg主要以Hg(g)、HgCl_2(g)、HgO(g)的形式存在,随着压力的提高,HgCl_2(g)转化区间的温度升高,HgO(g)的摩尔分数增大;As主要以AsO(g)、As4O6(g)、As_2O_5(s)的形式存在,随着压力的提高,As_2O_5(s)转化区间的温度升高。

关键词：燃煤富氧燃烧痕量元素排放形态 FactSage软件

高压高浓度CO_2烟气辐射换热特性分析与计算

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西安交通大学学报 2011年第5期45卷 17-22,126页

作者：李皓宇阎维平孙俊威董静兰华北电力大学能源动力与机械工程学院河北保定071003

针对高压O2/CO2燃烧方式下高浓度CO2和水蒸气混合气体烟气的辐射换热问题,建立了一种新的宽带关联k分布模型.为了验证模型的有效性,以O2/CO2燃烧方式下炉内CO2和水蒸气生成状况为例,采用该模型与离散坐标法相结合的方法计算了不同温度（... 详细信息

针对高压O2/CO2燃烧方式下高浓度CO2和水蒸气混合气体烟气的辐射换热问题,建立了一种新的宽带关联k分布模型.为了验证模型的有效性,以O2/CO2燃烧方式下炉内CO2和水蒸气生成状况为例,采用该模型与离散坐标法相结合的方法计算了不同温度（1 000-2 500 K）和压力（0.1-1.5 MPa）下一维无限大平行平板间混合气体的辐射强度和CO24.3μm谱带累积分布函数,并与逐线计算、全光谱关联k分布模型和基于指数的宽带关联k模型的计算结果进行了比较.结果表明：随着压力的增加,所提出的宽带关联k分布模型与逐线计算的结果吻合较好,与文献报导的两个模型相比,不仅计算精度有所提高,而且对混合气体的处理更加简便灵活,因此更适于高压下烟气辐射特性的计算.

关键词：高压高浓度CO2烟气辐射换热宽带关联k模型离散坐标法

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超临界机组锅炉运行排烟温度偏高原因探讨

热力发电 2010年第8期39卷 33-37页

作者：阎维平董静兰华北电力大学能源与动力工程学院

我国近年来投运的部分超临界机组锅炉存在排烟温度高于设计值的现象。对部分超临界机组锅炉省煤器与空气预热器设计参数进行了分析,表明随锅炉压力与给水温度的提高,锅炉尾部需回收的热量受到制粉系统所需干燥热量的制约。采用热量与质... 详细信息

我国近年来投运的部分超临界机组锅炉存在排烟温度高于设计值的现象。对部分超临界机组锅炉省煤器与空气预热器设计参数进行了分析,表明随锅炉压力与给水温度的提高,锅炉尾部需回收的热量受到制粉系统所需干燥热量的制约。采用热量与质量平衡的计算方法,对燃用不同水分与挥发分的烟煤及贫煤的两台锅炉尾部热量与制粉干燥出力进行计算。结果表明,在给水温度提高的条件下,磨煤机出口控制温度偏低、省煤器出口烟气与给水温差偏大等因素是造成锅炉排烟温度偏高的主要原因,而省煤器出口水温的进一步提高则会加剧传热恶化。

关键词：超临界机组锅炉排烟温度给水温度热量平衡制粉干燥