1000 MW燃煤锅炉宽负荷区炉内结焦和飞灰含碳量分析

针对1台1 000 MW四角切圆塔式燃煤锅炉,研究煤粉粒径和锅炉负荷对炉内水冷壁结焦和飞灰含碳量的影响。利用FLUENT软件平台,对炉内燃烧进行了三维稳态数值模拟,并对结焦程度和结焦原因进行了详细分析。结果表明:在选定的50%、75%、100%3种负荷下,水冷壁的结焦程度和飞灰含碳量均随煤粉颗粒粒径的增大而增加。在选定的25,40,60,80,100,120μm 6种平均煤粉粒径下,水冷壁的结焦程度和飞灰含碳量均随锅炉负荷的降低而增加。针对锅炉低负荷下结焦严重和飞灰含碳量过高问题,应用广义回热技术,提高一次风、二次风温度,从而提高煤粉颗粒温度和燃烧效率,可以很大程度上解决该问题。该研究结果可为燃煤锅炉运行实践、设计以及改造提供依据。     

燃煤锅炉低氮氧化物燃烧特性的神经网络预报

大型燃煤电站锅炉的低NO_x燃烧技术日益受到关注,但NO_x的排放特性复杂,受煤种、锅炉设计结构和操作参数等多种因素影响.在对某台600MW四角切圆燃煤电站锅炉的NO_x排放特性和飞灰含碳量特性进行多工况热态测试的基础上,应用人工神经网络的非线性动力学特性及自学习特性,建立了大型四角切圆燃烧锅炉NO_x排放特性和燃烧经济性的神经网络模型,并对此模型进行了校验.结果表明,该模型能根据燃煤特性及各种操作参数准确预报锅炉在不同工况下的NO_x排放和飞灰含碳量特性,可为大型电站锅炉通过燃烧调整降低NO_x排放和提高锅炉燃烧效率提供有效手段.     

新型有机废液焚烧炉炉内燃烧过程的数值模拟

为了实现化工有机废液的减量无害化处理,提出了一种新型废液焚烧炉。以某20 t/h废液焚烧炉为研究对象,利用fluent软件对新型有机废液焚烧炉炉内燃烧过程进行了数值模拟,分析了炉内温度场分布、速度场、水分浓度场分布。结果表明:炉内一二层燃烧器分级布置的四角切圆燃烧方式能很好的组织废液的干燥及燃烧,焚烧炉设计合理。研究结果可为改进废液焚烧炉的设计提供参考。     

1025t/h四角切圆煤粉炉内空气过量系数对NO生成的影响

文章采用计算流体力学软件Fluent数值模拟了1 025 t/h四角切圆煤粉炉内的湍流扩散燃烧,分析了空气过量系数对炉内烟气速度、烟气温度和氮氧化物组分的影响。结果表明:空气过量系数会对炉内流场的空气动力学特性和温度场分布均匀性产生显著影响。煤粉炉膛最佳空气过量系数为1.07,此时炉内温度场、速度场和浓度场的分布可使燃烧中间产物HCN和NH_3较好的将燃料型NO还原为N_2,来充分发挥空气分级燃烧降低NO排放的功效。     

偏转二次风系统600MW燃煤锅炉NO_x排放特性及数值模拟

某 6 0 0MW四角切圆燃烧锅炉 ,采用顶部燃尽风系统并配合使用偏转二次风系统 ,炉膛下部二次风大角度正切 ,上部二次风和OFA风反切消旋 ,在炉膛截面水平方向和炉膛高度方向形成分级燃烧 .运行结果表明 ,该燃烧器布置方式能抑制炉内结渣 ,减轻炉膛出口扭转残余并能降低NOx 排放量 .通过工况试验 ,将锅炉的氮氧化物排放水平降低到国家标准限定值以下 .采用数值计算对该炉炉内流动、传热、燃烧和氮氧化物生成过程进行模拟     

偏转二次风系统600MW燃煤锅炉NOx排放特性及数值模拟

某600MW四角切圆燃烧锅炉，采用顶部燃尽风系统并配合使用偏转二次风系统，炉膛下部二次风大角度正切，上部二次风和OFA风反切消旋 ，在炉 膛截面水平方向和炉膛高度方向形成分级燃烧。运行结果表明，该燃烧器布置方式能抑制炉内结渣，减轻炉膛出口扭转残余并能降低NO x排放量。通过工况试验，将锅炉的氮氧化物排放水平降低到国家标准限定值以下，采用数值计算对该炉炉内流动、传热、燃烧和氮氧化物生成过程进行模拟。     

CFB锅炉飞灰含碳量的优化与调整

飞灰含碳量是影响锅炉效率的重要因素,本文以实际生产经验为基础,从入炉煤粒径、料层高度、一二次风量等影响飞灰含碳量的因素出发,分析了导致飞灰含碳量偏高的原因。经燃烧优化和调整后,飞灰含碳量明显下降,由调整前的22.91%降为目前的2.02%,对CFB锅炉的燃烧优化和调整取得了良好的节能效果和经济效益。     

日本严格了燃煤锅炉的NO_x 排放标准

日本从燃烧石油改为为以燃烧煤炭为主要燃料的燃煤锅炉正在增加。与此同时,为防止由此产生新的大气污染,日本环境厅于1983年9月公布了一项关于严格火力发电厂燃煤锅炉及工业和民用炉窑排烟中的NO_x排放标准。新制的更严格的标准中NO_x的允许排放浓度比原标准减少了25～50％,并已从1983年9月10日开始执行。原来燃煤锅炉的NO_x排放标准是在石油使用量正常时规定的,它是按锅炉大小不同,     

一、二次风配比对75t/h循环流化床的影响

本文利用FLUENT模拟软件对75t/h循环流化床进行数值模拟,研究了一、二次风配比(5∶5、5.5∶4.5和6∶4)对炉内温度场、速度场和CO2分布的影响,发现一、二次风配比为5.5∶4.5时,循环流化床运行较优,炉内温度场较均匀,且基本能达到规定运行温度,速度分布均匀,炉内烟气流速较高,出口烟气速度分别比1、3#工况要高33.42％和13.70％,炉内CO2分布较优,旋风分离器具有很高的工作效率.     

工业燃煤锅炉烟尘浓度的估算

<正> 一、引言在开展工业燃煤锅炉烟尘监测工作中,常常由于采样位置不规范、烟道无法开孔等因素的影响,不能进行实地测试。在这种情况下,对烟尘排放浓度进行现场估算,就显得尤为重要。笔者根据理论和实践经验,将估算方法归纳如下,供大家参考。二、估算方法1.直接查表法锅炉的燃烧方式不同,其烟尘的排放浓度就有差异。对于各种炉型的锅炉,可按表1来估算其烟尘浓度。2.公式计算法因锅炉排尘浓度与煤的质量、操作运行等因素有关,故可以基于煤中灰份含量的多少、燃烧方式等决定的飞灰占总灰份百分比而推算出烟尘排放量,基于锅炉热力学推算出耗煤量及烟气排放量,进而估算出烟尘的排放浓度,其公式为:     

Occurrence and volatility of several trace elements in pulverized coal boiler

The contents of eight trace elements(Mn, Cr, Pb, As, Se, Zn, Cd, Hg) in raw coal, bottom ash and fly ash were measured in a 220 t/h pulverized coal boiler. Factors affecting distribution of trace elements were investigated, including fly ash diameter, furnace temperature, oxygen content and trace elements‘ characters. One coefficient of Meij was also improved to more directly show element enrichment in combustion products. These elements may be classified into three groups according to their distribution: Group 1. Hg, which is very volatile. Group 2: Pb, Zn, Cd, which are partially volatile. Group 3: Mn, which is hardly volatile. Se may be located between groups 1 and 2. Cr has properties of both group ! and 3. In addition, the smaller diameter of fly ash, the more relative enrichment of trace elements (except Mn). The fly ash showed different adsorption mechanisms of trace elements and the volatilization of trace elements rises with furnace temperature. Relative enrichments of trace elements(except Mn and Cr) in fly ash are larger than that in bottom ash. Low oxygen content can not always improve the volatilization of trace elements. Pb is easier to form chloride than Cd during coal combustion. Trace elements should be classified in accordance with factors.     

脱硫废水添加对煤燃烧时汞析出特性的影响

为探究含氯脱硫废水溶液添加对煤燃烧时汞析出特性的影响,分别利用沉降炉和管式炉实验装置进行了3种煤在1200℃下的燃烧实验。实验时通过改变模拟脱硫废水溶液的添加量来控制燃煤中氯的质量分数分别为0.00%、0.02%、0.04%和0.06%。分析煤燃烧后烟气中汞浓度、吸收液、飞灰和煤灰中汞含量的变化情况发现:随着加氯量的增加,烟气中Hg0浓度逐渐降低,Hg2+浓度则逐渐升高,但对Hgt（气态总汞）浓度的提升效果相对较差。当加氯量为0.06%时,煤种B在沉降炉中燃烧后烟气中Hg0浓度下降约2.3 μg/m3,而Hg2+浓度提高约2.6 μg/m3,但Hgt浓度仅提高了0.3 μg/m3。氯的添加也会使飞灰中汞含量增加,煤灰中汞含量降低。通过综合对比分析沉降炉和管式炉实验结果发现:无论是否添加氯,煤在沉降炉中燃烧后烟气中Hg0比例均小于管式炉实验结果。当煤种B加氯量为0.06%时,在沉降炉和管式炉中燃烧后烟气中Hg0含量占比分别为50.6%和67.8%。此外,还发现3种煤粉在管式炉中加氯燃烧后汞的析出率提高趋势均较沉降炉明显。故含氯脱硫废水溶液的添加可以改变煤燃烧时汞的析出特性,且有利于促进烟气中Hg0的氧化,对燃煤烟气脱汞具有重要作用。     

球团竖炉清洁生产工艺改造

球团竖炉生产使用散煤作为燃料，产生的烟尘和二氧化硫对环境造成严重污染，本文通过实际案例的研究，探索一种清洁能源，根治彻底长期困扰球团竖炉的污染环境问题，同时提高产品质量，使企业的发展走向良性循环清洁生产道路。     

垃圾焚烧炉掺烧陈腐垃圾及其配风优化的数值模拟

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/Nm3降低到198.75 mg/Nm3。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/Nm3降至89.80 mg/Nm3,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。     

工业燃煤锅炉烟气循环方式下飞灰的汞吸附特性

为探究燃煤锅炉烟气循环方式下飞灰汞的吸附特性,利用固定床汞吸附装置,对立式煤粉沉降炉不同模拟烟气循环工况条件下形成的飞灰汞吸附特性进行了研究,重点考察了烟气循环比例、煤种、关键燃烧气体组分等因素的影响.结果表明:①烟气循环工况条件下形成的飞灰汞吸附能力明显优于非烟气循环工况（空气燃烧）条件下形成的飞灰,并且随烟气循环比例的增加,飞灰汞吸附量呈逐渐增加趋势.褐煤在净烟气循环比例为60%、40%、20%的条件下形成的飞灰汞吸附量分别是非烟气循环条件下的3.0、2.3和1.6倍.②烟气循环引起燃烧气体氛围中ρ（SO₂）与ρ（NO）的变化会影响飞灰的物化特性及其汞吸附性能.随燃烧氛围中ρ（SO₂）的提高,飞灰汞吸附量先增后减.烟气循环比例为40%且燃烧气体氛围中ρ（NO）为803 mg/m3条件下,ρ（SO₂）为2 857 mg/m3时褐煤与烟煤燃烧形成的飞灰汞吸附量较高（分别为0.45和0.75 μg/g）,分别较ρ（SO₂）为1 428和4 286 mg/m3时提高了25%~300%和53%~78%.随燃烧氛围中ρ（NO）的提高,飞灰汞吸附量呈逐渐增加趋势.烟气循环比例为40%且燃烧气体氛围中ρ（SO₂）为2 857 mg/m3条件下,ρ（NO）为1 205 mg/m3时褐煤和烟煤燃烧形成的飞灰汞吸附量较高,分别较ρ（NO）为803和402 mg/m3时提高了1.2~3.6和1.1~1.6倍.③飞灰中UBC（未燃尽碳）、CaO、MgO及Fe₂O₃可促进飞灰对汞的吸附.与褐煤飞灰相比,烟煤飞灰表现出更优的汞吸附性能,与UBC、CaO、MgO及Fe₂O₃在飞灰中的含量存在一定的正相关性.研究显示,烟气循环方式下飞灰汞吸附特性发生明显变化,煤质的合理选择、烟气循环比例、循环气体成分及浓度参数的优化控制可显著改善燃煤锅炉烟气中汞的排放控制效果.      

燃煤电厂铅的迁移转化研究

采集我国6台有代表性电站锅炉的烟气以及燃煤、飞灰、底渣、脱硫石膏等样品,通过测试燃煤和燃煤副产物中铅含量以及烟气中铅的形态分布,考察了燃煤电厂铅的迁移转化规律及烟气常规污染物控制技术对大气铅排放的影响.结果表明,煤粉炉燃煤过程中,煤中铅释放强度高,平均释放率为97.11%;循环流化床锅炉铅的释放率相对较低,约为84.99%.锅炉出口烟气中铅主要为颗粒态铅(Pbp),比例高达86%~92%,并且与燃煤中氯含量具有正相关性.烟气污染物控制装置对大气铅具有协同脱除效果,尤其是除尘装置.静电除尘对铅的平均脱除效率为91.85%,布袋除尘为95.12%.石灰石-石膏湿法脱硫装置可脱除35.67%~77.81%铅,脱除效率主要与脱硫塔操作条件有关.燃煤中的铅经过燃烧和烟气污染物控制装置后,81.97%~90.18%转移到飞灰中,具有高富集性;脱硫石膏中的铅占3.94%~11.82%;只有1.75%~5.40%通过烟囱排入大气.     

Investigation of basic properties of fly ash from urban waste incinerators in China

Basic properties of fly ash samples from different urban waste combustion facilities in China were analyzed using as X-ray fluorescence （XRF）, scanning electron microscopy （SEM）, X-ray diffraction （XRD）. The leaching toxicity procedure and some factors influencing heavy metals distribution in fly ash were further investigated. Experimental results indicate that the fly ash structures are complex and its properties are variable. The results of XRF and SEM revealed that the major elements （〉10000 mg/kg, listed in decreasing order of abundance） in fly ash are O, Ca, Cl, Si, S, K, Na, Al, Fe and Zn. These elements account for 93% to 97%, and the content of Cl ranges from 6.93% to 29.18 %, while that of SiO2 does from 4.48% to 24.84%. The minor elements （1000 to 10000 mg/kg） include Cr, Cu and Pb. Primary heavy metals in fly ash include Zn, Pb, Cr, Cu etc. According to standard leaching test, heavy metal leaching levels vary from 0 to 163.10 mg/L （Pb） and from 0.049 to 164.90 mg/L （Zn）, mostly exceeding the Chinese Identification Standard for hazardous wastes. Morphology of fly ash is irregular, with both amorphous structures and polycrystalline aggregates. Further research showed that heavy metals were volatilized at a high furnace temperature, condensed when cooling down during the post-furnace system and captured at air pollution control systems. Generally, heavy metals are mainly present in the forms of aerosol particulates or tiny particulates enriched on surfaces of fly ash particles. The properties of fly ash are greatly influenced by the treatment capacities of incinerators or the variation of waste retention time in chamber. Fly ash from combustors of larger capacities generally has higher contents of volatile component and higher leaching toxicity, while those of smaller capacities often produce fly ash containing higher levels of nonvolatile components and has lower toxicity. The content of heavy metals and leaching toxicity maybe have no convincing correlation, and high alkali content of CaO greatly contribute to leaching toxicity of heavy metal and acid neutralization capacity against acid rain.     

生活垃圾低温热解过程二噁英控制试验

针对垃圾热解烟气中二噁英排放不达标的现象,在分析垃圾热解机理及二噁英产生机制的基础上,提出了定量供氧、分层控制二噁英的方法;并采用数值分析和试验测试相结合的方法,对炉内气流组织及垃圾热解过程进行模拟分析。结果表明：热解炉内部气流整体分布较为均匀,能够保证垃圾稳定热解。热解炉沿轴向方向上存在温度分层,与理论分析结果一致,但燃烧层与热解层之间的过渡层存在二噁英合成气氛;热解炉温度实测结果与模拟结果整体吻合较好;空气过剩系数为0.3时热解炉运行情况更有利于减少二噁英的产生。现场试验发现,热解炉出口烟气中除颗粒物浓度超标外,其余常规污染物及二噁英排放浓度均满足GB 18485—2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》;而市面上常见炉型二噁英出口浓度为0.44 ng-TEQ/m³,超过GB 18485—2014限值0.1 ng-TEQ/m³;2种炉型试验结果对比证明,在热解炉布气均匀的基础上,通过定量供氧、分层控制的方法可以有效抑制烟气中二噁英的生成。该成果可为生活垃圾低温热解过程二噁英的控制提供理论参考。     

生活垃圾焚烧飞灰的污染特性

对我国两种占主导地位的焚烧炉炉型-炉排炉和流化床产生的焚烧飞灰进行分析,包括16个采用炉排炉的主要生活垃圾焚烧厂和部分使用流化床的生活垃圾焚烧厂,对焚烧飞灰从重金属含量,氯、硫、碱含量,二英含量方面对我国生活垃圾焚烧飞灰的性质做比较全面的归纳和总结。统计结果表明炉排炉焚烧飞灰重金属含量要高于流化床焚烧飞灰,Zn的最高含量在10倍以上,均值也在7倍左右,Cu的最高值为7倍,均值为3倍,Cd,Pb,Cr,Ni的均值为7倍,4倍,4倍和1.5倍。Hg的差别最小,高出30%;炉排炉焚烧飞灰的氯、硫、碱含量全面高于流化床焚烧飞灰,炉排炉焚烧飞灰和流化床焚烧飞灰的平均氯含量分别为15.41%,1.71%,SO3的平均含量分别为10.67%,2.875%,焚烧飞灰的K2O和Na2O含量接近,炉排炉焚烧飞灰的平均含量为6.06%,5.325%,流化床焚烧飞灰的平均含量为2.43%,2.63%,两种类型的焚烧飞灰在碱含量上差别没有氯、硫大;焚烧飞灰的二英含量差别巨大,炉排炉和流化床焚烧飞灰二英含量低值比较接近,而高值炉排炉焚烧飞灰要高出流化床焚烧飞灰很多。