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循环流化床锅炉NO_(x)生成和排放特性研究进展

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中国电机工程学报 2021年第8期41卷 2757-2770页

作者：柯希玮张缦杨海瑞吕俊复郭学茂李军贺辉宝热科学与动力工程教育部重点实验室(清华大学能源与动力工程系) 北京市海淀区100084 太原锅炉集团有限公司山西省太原市030000

循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉NO_(x)的生成和排放特性不仅与燃料性质有关,更与燃烧设备的性能和运行条件紧密关联。了解NO_(x)排放与各设计或运行参数间的变化关系,是工程上实现CFB锅炉低氮燃烧的关键所在。在给定的... 详细信息

循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉NO_(x)的生成和排放特性不仅与燃料性质有关,更与燃烧设备的性能和运行条件紧密关联。了解NO_(x)排放与各设计或运行参数间的变化关系,是工程上实现CFB锅炉低氮燃烧的关键所在。在给定的燃料和锅炉负荷下,提高分离器效率、改善循环系统性能、合理分级配风和氧量调节、调整给煤粒度和石灰石粒度、合适的床温床压选择、提高风煤混合均匀性等措施,可以有效降低NO_(x)的原始排放水平。该文从CFB燃烧NO_(x)生成机理出发,综述各因素对NO_(x)原始排放的影响规律,对各低氮燃烧优化措施的原理进行分析,最后对目前该领域的研究热点进行总结和展望。

关键词：循环流化床 NO_(x) 影响因素低氮燃烧研究进展

工业可燃废气再燃低NO_(x)排放实验研究及工程应用

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煤炭转化 2022年第3期45卷 80-86页

作者：贾彦兵周托王志宁郭学茂黄中蔡晋国电电力发展股份有限公司北京100101 清华大学能源与动力工程系北京100084 清华大学山西清洁能源研究院太原030032 太原锅炉集团有限公司太原030032

为利用工业可燃废气降低锅炉NO_(x)原始排放质量浓度,通过建立高温管式炉再燃实验台,研究了工业可燃废气再燃过程中主燃区过量空气系数(0.9,1.0,1.1,1.2,1.3)、主燃区停留时间(0.6 s,0.8 s,1.0 s,1.2 s,1.4 s)、再燃燃料热量比例(0%,5%,... 详细信息

为利用工业可燃废气降低锅炉NO_(x)原始排放质量浓度,通过建立高温管式炉再燃实验台,研究了工业可燃废气再燃过程中主燃区过量空气系数(0.9,1.0,1.1,1.2,1.3)、主燃区停留时间(0.6 s,0.8 s,1.0 s,1.2 s,1.4 s)、再燃燃料热量比例(0%,5%,10%,15%,20%)、再燃区温度(1573 K,1623 K,1673 K,1723 K,1773 K)和再燃区停留时间(0.2 s,0.4 s,0.6 s,0.8 s,1.0 s)对NO_(x)排放的影响。结果表明:优化主燃区过量空气系数、延长再燃区停留时间、增加再燃燃料热量比例及提高再燃区温度均可以有效增强再燃降低NO_(x)排放的效果;在主燃区过量空气系数为1.0、再燃区停留时间为0.8 s、再燃燃料热量比例为15%及再燃区温度为1773 K条件下,最高脱氮率达到35%。通过对130 t/h锅炉进行改造,在工业可燃废气再燃的条件下,炉内NO_(x)排放质量浓度比改造前降低了29.8%,取得了良好的运行效果。

关键词：再燃脱硝可燃废气主燃区再燃区锅炉改造氮氧化物

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提高分离器分离效率的几点要素分析

现代工业经济和信息化 2013年第14期3卷 52-53页

作者：郭学茂太原锅炉集团有限公司技术中心山西太原030021

近十几年来,CFB锅炉在国内得到了迅猛发展。分离器作为CFB锅炉的关键部件,有效提高其分离效率,对锅炉的可靠运行有着重要的意义。通过对分离器结构的改进,证明了分离器入口流速、出口流速、入口段下倾角度、加速段长度等设计参数对分离... 详细信息

近十几年来,CFB锅炉在国内得到了迅猛发展。分离器作为CFB锅炉的关键部件,有效提高其分离效率,对锅炉的可靠运行有着重要的意义。通过对分离器结构的改进,证明了分离器入口流速、出口流速、入口段下倾角度、加速段长度等设计参数对分离器效率的提高有着深刻影响。

关键词：循环流化床分离器分离效率

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循环流化床锅炉超低氮氧化物排放理论与实践

洁净煤技术 2020年第3期26卷 139-145页

作者：李军张缦刘青郭学茂张建春太原锅炉集团公司山西太原030021 清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

循环流化床(CFB)能够燃用低热值燃料,在我国广泛应用。其重要优势是无成本的低氮氧化物(NOx)原始排放,这是缘于CFB较低且均匀的燃烧温度及其固有的燃烧还原性气氛。随着中国燃煤电站污染排放要求日益严格,CFB燃烧原始NOx排放浓度超过了... 详细信息

循环流化床(CFB)能够燃用低热值燃料,在我国广泛应用。其重要优势是无成本的低氮氧化物(NOx)原始排放,这是缘于CFB较低且均匀的燃烧温度及其固有的燃烧还原性气氛。随着中国燃煤电站污染排放要求日益严格,CFB燃烧原始NOx排放浓度超过了排放限制的最新要求。笔者理论分析了CFB燃烧过程,根据CFB燃烧条件下NOx生成与还原的途径,认为可以通过气固流态的优化调控NOx生成与还原反应,进一步降低NOx的原始排放。进而提出流态优化的工程实现途径:提高床质量、减少粗颗粒床存量、增加循环量。详细讨论了该技术路线的基本原理:床质量提高、粗颗粒床存量减少以及循环量增加,可显著强化燃烧过程中的密相区和稀相区的还原性气氛、减少NOx生成,并在稀相区乃至分离器中加强对生成的NOx的还原,配合合理的床温和风配比,使CFB锅炉在不采用烟气脱硝条件下,实现NOx低于50 mg/m3。该技术设想的关键点经实验室验证后,在150、260和560t/h CFB锅炉上进行了工程实践。运行效果表明,通过流态优化后,NOx排放显著下降,可达到NOx原始超低排放;同时,未见由此导致的燃烧效率显著降低;这些原始超低排放工程案例涵盖了烟煤、贫煤和无烟煤。通过流态设计优化降低NOx排放浓度的技术路线为CFB锅炉NOx控制提供了一条新途径。

关键词：循环流化床 NOx 超低排放还原性气氛

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CFB锅炉有效降低飞灰含碳量的措施

机械管理开发 2014年第1期29卷 33-34页

作者：郭学茂太原锅炉集团有限公司技术中心山西太原030021

飞灰含碳量偏高是目前CFB锅炉效率低下的主要因素之一,文章从燃烧最基本的原理出发,通过对CFB结构的改进,使锅炉燃烬度增加,大大降低了飞灰热损失,提高了锅炉效率。

关键词： CFB锅炉飞灰含碳量燃烬

220t/h级别高温高压CFB锅炉过热器布置方式探讨

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机械管理开发 2013年第5期28卷 41-42页

作者：郭学茂太原锅炉集团有限公司技术中心山西太原030021

经典的220t/h级别高温高压锅炉过热器布置形式为:中级过热器作为屏过布置在炉膛内,高过与低过布置在尾部;文章通过借签超高压锅炉过热器布置形式,并通过详细的热力性能分析计算,提出了一种能有效节约锅炉成本的过热器布置方案。

关键词：过热器布置屏过耗钢量

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给煤管端部可塑料脱落问题的解决

机械管理开发 2021年第7期36卷 307-308页

作者：郭学茂高杨太原锅炉集团有限公司山西太原030021

循环流化床锅炉受热面的磨损问题严重影响了锅炉的安全运行,由于给煤口端部浇注料磨损或脱落导致的受热面磨损问题经常发生,因此,提出了一种可靠的给煤管结构优化方案。经实践表明,优化后给煤管可以有效避免该区域浇注料的磨损脱落,从... 详细信息

循环流化床锅炉受热面的磨损问题严重影响了锅炉的安全运行,由于给煤口端部浇注料磨损或脱落导致的受热面磨损问题经常发生,因此,提出了一种可靠的给煤管结构优化方案。经实践表明,优化后给煤管可以有效避免该区域浇注料的磨损脱落,从而保障锅炉的运行安全。

关键词：给煤管浇注料磨损脱落

返料腿金属膨胀节顺与导灰管碎裂问题分析及处理

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机械管理开发 2021年第5期36卷 274-275页

作者：郭学茂李龙太原锅炉集团有限公司山西太原030021

循环流化床锅炉返料系统的运行稳定性和返料连续性直接关系锅炉设计性能的实现,由于膨胀原因导致的返料内部金属结构的损坏会导致锅炉发生非计划停炉,给用户的生产造成巨大的影响。基于此,阐述了用户锅炉运行现状,并进行了原因分析,通... 详细信息

循环流化床锅炉返料系统的运行稳定性和返料连续性直接关系锅炉设计性能的实现,由于膨胀原因导致的返料内部金属结构的损坏会导致锅炉发生非计划停炉,给用户的生产造成巨大的影响。基于此,阐述了用户锅炉运行现状,并进行了原因分析,通过改进内部金属结构的施工工艺,提出了解决其破损开裂的合理解决方法,并对结果进行验证。

关键词：返料腿顺灰管导灰管碎裂

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寒冷地区立式空预器积灰解决措施

现代工业经济和信息化 2021年第6期11卷 93-96页

作者：郭学茂段斌太原锅炉集团有限公司山西太原030021

循环流化床锅炉受热面的积灰问题严重影响锅炉的经济安全运行,由于分离器分离效率的持续提高,尾部受热面的积灰问题日益凸显,针对寒冷地区立式空预器用户,提出了一套从设计到运行各个方面综合解决立式空预器积灰问题的措施。

关键词：立式空预器冷风温度室内取风暖风器热风再循环