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高浓度煤粉预燃式强稳燃低氮燃烧器配风组织优化

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洁净煤技术 2024年第9期30卷 43-51页

作者：周旭张瀚霖张锋谭厚章郑海国刘一林山虎王学斌西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室陕西西安710049 清洁燃烧与烟气净化四川省重点实验室四川成都611731 山东舜业压力容器有限公司山东济南250300

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... 详细信息

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%。

关键词：预燃低氮燃烧燃烧器配风优化数值模拟 NO_(x)排放

垃圾焚烧炉掺烧陈腐垃圾及其配风优化的数值模拟

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环境工程 2022年第11期40卷 113-119页

作者：李德波陈兆立陈智豪冯永新黄梓淦韦琛马晓茜南方电网电力科技股份有限公司广州510080 华南理工大学电力学院广州510640

以某350 t/d的垃圾焚烧炉为研究对象,采用CFD模拟方法研究了城市生活垃圾掺烧填埋场陈腐垃圾及不同配风方案对燃烧过程、流场分布及NO_(x)排放规律等影响。结果表明:掺烧陈腐垃圾延后了床层焦炭燃烧过程,有利于挥发分析出,从而使燃烧区... 详细信息

以某350 t/d的垃圾焚烧炉为研究对象,采用CFD模拟方法研究了城市生活垃圾掺烧填埋场陈腐垃圾及不同配风方案对燃烧过程、流场分布及NO_(x)排放规律等影响。结果表明:掺烧陈腐垃圾延后了床层焦炭燃烧过程,有利于挥发分析出,从而使燃烧区及烟道气相燃烧更剧烈,提高了炉膛整体温度,但也加剧了局部超温,同时一烟道出口NO_(x)浓度从247.85 mg/Nm^(3)降低到198.75 mg/Nm^(3)。工况4增大了上下层二次风,使燃烧区流体充分混燃,且烟道流体湍动度增大,使炉膛内温度更加均匀,有利于缓解一烟道高温腐蚀现象。合适的配风比可极大降低一烟道出口NO_(x)浓度,使之从198.75 mg/Nm^(3)降至89.80 mg/Nm^(3),同时也延长了炉膛烟气的停留时间。该研究结果可为垃圾焚烧炉改进陈腐垃圾掺烧比和配风比提供参考。

关键词：陈腐垃圾垃圾焚烧炉氮氧化物配风优化数值模拟

超临界煤粉锅炉变负荷燃烧的数值模拟及配风优化

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超临界煤粉锅炉变负荷燃烧的数值模拟及配风优化

作者：袁来运东南大学

学位级别：硕士

随着我国经济结构调整以及风能和光伏等新能源的大规模并网应用,大型燃煤锅炉以低负荷运行状态参与电网深度调峰逐渐成为常态,这也对锅炉的变负荷运行能力提出了更高的要求。当锅炉偏离其设计工况运行时,容易现燃烧效率下降、污染物生... 详细信息

随着我国经济结构调整以及风能和光伏等新能源的大规模并网应用,大型燃煤锅炉以低负荷运行状态参与电网深度调峰逐渐成为常态,这也对锅炉的变负荷运行能力提出了更高的要求。当锅炉偏离其设计工况运行时,容易现燃烧效率下降、污染物生成增加、稳燃性下降,甚至出现灭火和受热面超温爆管等问题。为此,本文以某660MW超临界旋流对冲煤粉锅炉为研究对象,深入研究锅炉的变负荷燃烧特性,并深入探讨配风对锅炉变负荷燃烧效率、污染物排放和运行安全性等的影响规律。主要研究内容及结论包括:首先,构建了包括燃烧器在内的锅炉全尺寸三维数理模型,实现了耦合煤粉燃烧、辐射换热和NO生成的炉内气固两相流动CFD数值计算,并采用现场试验数据对模拟结果进行了对比验证。在此基础上,对锅炉的变负荷燃烧特性进行研究。结果表明:负荷降低时,旋流二次风卷吸能力的降低使得锅炉的稳燃能力下降,并且燃尽风对上升烟气的扰动能力也逐渐降低;炉膛内高温火焰逐渐向主燃区运行燃烧器区域集中,且回流区面积减小,主燃区CO浓度降低,不利于形成还原性氛围;水冷壁上的热流密度逐渐向主燃区集中,屏式过热器由辐射吸收的热量减少,而由对流吸收的热量增加,水平烟道中的烟气流速、温度和受热面的主要吸热区逐渐向烟道壁面处移动;煤粉颗粒在炉膛内的运行速度降低,煤粉在炉内的停留时间大幅增加,炉膛出口NO排放浓度先下降后上升,80%负荷时达到最低。在此基础上,进一步系统研究了过量空气系数、燃尽风、一次风和内外二次风配比对锅炉变负荷燃烧的影响规律。结果表明:过量空气系数增加将会提高中高负荷运行时的NO排放浓度,降低煤粉燃烧的稳定性,但有利于降低炉膛出口飞灰含碳量,随负荷的降低,其对炉膛出口飞灰含碳量的影响逐渐下降;燃尽风率增加可提高锅炉中高负荷运行时的燃烧稳定性,降低NO的排放,随着负荷的降低,其对飞灰含碳量的影响逐渐减小,而对NO排放浓度的影响逐渐增大;一次风率增加将会增加炉膛出口飞灰含碳量,提高中高负荷时的NO排放浓度,但可以有效降低低负荷时的NO排放浓度;内二次风率的增加可提高锅炉燃烧稳定性,降低炉膛出口飞灰含碳量,同时可以减少低负荷时的NO排放量,但会使中高负荷时的NO排放浓度增加。最后,基于对锅炉变负荷燃烧特性和变配风数值试验的研究,提出了锅炉变负荷运行的优化配风方案,并对锅炉的变负荷运行进行经济性估算。结果表明:采用优化后的配风方案可明显提高锅炉低负荷燃烧的稳定性,减少固体未完全损失和化学不完全燃烧损失,同时可显著降低低负荷运行时的NO排放量。在满足锅炉安全运行的情况下,减少磨煤机投运台数,可有效降低由制粉造成的厂用电量。通过对理想情况下锅炉变负荷运行的燃煤成本和脱硝成本进行济性估算,采用优化后的配风方案可明显降低锅炉的运行成本。

关键词：超临界锅炉数值模拟变负荷燃烧配风优化经济性

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垃圾焚烧炉排炉二次风配风的CFD优化模拟

浙江大学学报（工学版） 2017年第3期51卷 500-507页

作者：刘瑞媚刘玉坤王智化刘颖祖胡利华邵哲如岑可法浙江大学能源清洁利用国家重点实验室浙江杭州310027 光大环保技术装备(常州)有限公司江苏常州213011

为探究二次风配风对炉排炉中城市固体垃圾焚烧过程的影响,针对某750t/d垃圾焚烧炉排炉,采用数值模拟的方法对炉膛焚烧过程进行热态模拟,就下二次风投、停运,上二次风布置形式和上二次风风速3个因素进行优化分析.模拟结果显示,通过在炉... 详细信息

为探究二次风配风对炉排炉中城市固体垃圾焚烧过程的影响,针对某750t/d垃圾焚烧炉排炉,采用数值模拟的方法对炉膛焚烧过程进行热态模拟,就下二次风投、停运,上二次风布置形式和上二次风风速3个因素进行优化分析.模拟结果显示,通过在炉拱下方增加下二次风能对炉膛前、后炉拱形成包覆作用,阻挡高温烟气冲刷,有利于改善炉拱区域的结渣问题;炉膛上二次风对冲布置或适当增大二次风风速(从45m/s增大至65m/s)均能有效促进烟气混合,提高炉膛烟气的充满度,改善温度分布的均匀性;上二次风对冲布置较错列布置能进一步提高烟气停留时间,降低炉膛出口的CO体积分数,从而提高燃烧效率.

关键词：炉排炉垃圾(MSW)焚烧计算流体动力学(CFD) 数值模拟二次风配风优化

高浓度煤粉预燃式强稳燃低氮燃烧器配风组织优化研究

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洁净煤技术 2024年

作者：张瀚霖周旭张锋谭厚章郑海国刘一林山虎王学斌西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室清洁燃烧与烟气净化四川省重点实验室山东舜业压力容器有限公司

煤粉预燃低氮燃烧技术可兼顾稳定燃烧与NOx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，研究了团队所开发的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... 详细信息

煤粉预燃低氮燃烧技术可兼顾稳定燃烧与NOx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，研究了团队所开发的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%，证明了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，NOx排放为72 mg/m3(6% O2)，与0%SOFA风率相比减排约67%。

关键词：预燃低氮燃烧燃烧器配风优化数值模拟 NO 排放

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基于优化机组燃烧配风的脱硝系统优化

电工技术 2021年第8期 166-168页

作者：唐恒轶范雪龙国电怀安热电有限公司河北张家口076150

随着国家对新能源的大力投入,火电机组的负荷率会逐渐下降,低负荷的小时数会进一步的增加,低负荷时由于制粉系统投运台数少,为了保持燃烧稳定,大部分电厂配风为过氧燃烧,使得低氮燃烧器的低氮作用大大下降,从而引起SCR入口NO_x浓度大大... 详细信息

随着国家对新能源的大力投入,火电机组的负荷率会逐渐下降,低负荷的小时数会进一步的增加,低负荷时由于制粉系统投运台数少,为了保持燃烧稳定,大部分电厂配风为过氧燃烧,使得低氮燃烧器的低氮作用大大下降,从而引起SCR入口NO_x浓度大大增加。通过对锅炉燃烧进行优化,在不改变机组效率的情况下,使机组脱销系统的度电用氨量降低,基本在零投入的情况下有效降低了机组的成本。

关键词：低负荷低氮燃烧器度电用氨量配风优化

超临界循环流化床锅炉深度调峰技术难点及控制策略

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中国电力 2021年第5期54卷 206-212页

作者：王鹏程邓博宇蔡晋王珂孔皓李丽锋张缦杨海瑞山西河坡发电有限责任公司山西阳泉045000 清华大学能源与动力工程系(电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室) 北京100084 清华大学山西清洁能源研究院山西太原030032

为进一步提高超临界循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉机组在深度调峰过程中运行的稳定性和经济性,以某电厂350 MW超临界CFB锅炉为例,在分析机组深度调峰过程中遇到的锅炉稳燃及流化、水动力安全、汽动给水泵控制和污染物... 详细信息

为进一步提高超临界循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉机组在深度调峰过程中运行的稳定性和经济性,以某电厂350 MW超临界CFB锅炉为例,在分析机组深度调峰过程中遇到的锅炉稳燃及流化、水动力安全、汽动给水泵控制和污染物控制等一系列问题的基础上,提出了相应的控制策略和技术措施。实际运行结果表明,采用该控制策略可实现深度调峰过程中锅炉的长周期良好运行。研究结果可为同类型超临界或者超超临界CFB锅炉机组深度调峰提供参考。

关键词：超临界循环流化床深度调峰运行控制水动力安全配风优化污染物控制

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联合站加热系统优化与调控策略研究

联合站加热系统优化与调控策略研究

作者：唐振中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

联合站是油田地面集输系统的重要组成部分,也是其主要的耗能节点之一。联合站的加热系统占整个联合站总耗能的绝大部分,现今的联合站加热系统普遍存在耗能大,效率低的问题。尤其是对于主要靠热化学重力沉降来进行脱水处理的联合站,上述... 详细信息

联合站是油田地面集输系统的重要组成部分,也是其主要的耗能节点之一。联合站的加热系统占整个联合站总耗能的绝大部分,现今的联合站加热系统普遍存在耗能大,效率低的问题。尤其是对于主要靠热化学重力沉降来进行脱水处理的联合站,上述问题尤为严重。因此沉降罐脱水温度、加热炉运行优化以及系统运行优化的研究,对于实现其节能降耗意义重大。本文对联合站现场进行调研确定了室内实验参数,通过室内热化学沉降实验数据与现场运行数据对比,对室内实验进行了必要的修正,在满足联合站沉降罐脱水要求及正常生产的基础上,确定了联合站沉降罐脱水温度范围;通过参考行业标准SY/T0535-94和燃油燃气锅炉建立了两套加热炉仿真模型,并对两套模型进行了对比,得出依照燃油燃气锅炉建立的加热炉仿真模型的变化规律更符合现场加热炉运行;对现场加热炉进行调研得出其可调参量以及可测参量,结合加热炉仿真模型设计了加热炉配风优化算法。首先利用现场测试参量对加热炉仿真模型进行校核计算;然后根据燃料特性以及加热炉可调参量范围,给定优化后的过量空气系数;最后利用加热炉仿真模型进行优化计算得出优化后燃料量。以此对加热炉进行风量和燃料量调节,优化加热炉运行效率。现场对优化算法进行了验证,误差仅为0.7%左右,通过优化算法对所选联合站的加热炉进行了优化,使其效率得到了提升;利用加热炉正平衡结合优化后的加热炉效率,建立了加热能耗计算模型;利用热平衡结合所确定的各沉降罐脱水温度,对联合站在原有加热策略上以及改变加热策略后进行了能耗优化预测,并将预测结果进行对比,结果表明二次加热方式优于一次加热方式;在现场原有加热策略基础上,将脱水温度优化和加热炉配风优化同时应用于现场,使得现场有较大节能。

关键词：热化学沉降实验加热炉仿真模型配风优化加热策略现场应用

基于Barracuda的300MWCFB锅炉热态数值模拟及配风方案设计

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中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 2022年第5期 282-289页

作者：袁鹏飞学校贵州大学电气工程学院贵州贵阳550000

在“双碳”目标的大背景下,对CFB锅炉相关性质的研究是十分有必要的。确保CFB锅炉的正常运行,有效清洁的燃烧有着战略性意义。本文首先概述了本文的研究背景,综述了国内外CFB锅炉的研究状况,介绍了相关研究。然后对相关数学模型进行了... 详细信息

在“双碳”目标的大背景下,对CFB锅炉相关性质的研究是十分有必要的。确保CFB锅炉的正常运行,有效清洁的燃烧有着战略性意义。本文首先概述了本文的研究背景,综述了国内外CFB锅炉的研究状况,介绍了相关研究。然后对相关数学模型进行了简单的介绍。其次,对比了Barracuda软件和Fluent软件,简要介绍了Barracuda软件的优势。最后通过Barracuda软件对300MWCFB锅炉进行了几何建模,网格划分,最终对数值模拟的结果进行了分析,并对CFB锅炉二次风的穿透性进行了研究和优化设计。

关键词： CFB锅炉数值模拟 Barracuda 配风优化