景雪晖锅炉烧准东煤改造研究

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燃用准东煤锅炉设计优化建议

燃用准东煤锅炉设计优化建议

方式 , 每台磨煤机供 1 层的 4只喷燃器, 燃尽风布置 在 主燃烧器 区上 方 。设 计 煤种 为 准东 五彩 湾 地 区天
池能 源南露 天矿 煤 。锅 炉最 大连 续 蒸 发 量 ( B MC R) 工况 下锅炉 主要设 计参数 见表 1 。
表1 B MC R工 况 下锅 炉 主 要设 计 参 数
常将 煤 中各种 钠 盐折 算 成 N a 0, 总体按 N a O质 量 分数 给 出 ) 。N a等碱 金 属 元 素 熔 点 非 常 低 , 达 到 一 定 温 度就 会蒸 发 , 气 态 的碱 金 属 遇 到 温 度 较低 的水 冷 壁 后放 热凝 结 在水 冷 壁 表 面 , 在水 冷壁 表 面局 部 形 成 了一 层碱 金 属氧 化物 附着 层 。刚形 成 的 附着层 具 有 一定 的黏 性 , 炉 内未 燃 尽 的煤 粉 和 飞灰 很 容 易

7 0・
华 电 技 术
第3 7卷
3 设 计 优 化 建 议
查 阅锅 炉设 计 说 明 书及 相 关设 计 资 料 , 通 过对
足, 导 致 喷燃器 得不 到 充分冷 却 。
3 . 4 二次 风优 化
增加 二 次风 喷 口。该 电 厂 锅 炉 1 , 2 , 3 , 4
炉结 焦 一方 面是 煤 质 的 原 因 , 更 重 要 的 是应 从 锅炉
内焦块进行观察 , 与上述过程基本_致 。 2 锅炉 概 况
该 电厂锅炉 为 H G一1 1 7 6 / 2 5 . 4一 HM 2型一 次 中
间再 热 、 单炉膛 、 平 衡通风 、 固态排 渣 、 Ⅱ型 、 紧身 封 闭 布置 锅炉 。直吹式制粉 系统配 6台 MP S 1 6 0 H P—I I 型 磨煤 机 , 5台运行 1台备 用 。锅 炉采 用 四角切 圆燃 烧

燃用准东煤对锅炉运行的影响

燃用准东煤对锅炉运行的影响


要: 准东煤有着价格低廉 、 挥发分高 、 热值 高 、 灰熔点低 、 易结焦 的特性 , 燃 用后 结焦严重 , 直接威胁锅炉的安全运行 。
新疆新特能 源股份公 司 自备 电厂采用科学理论和实际经验相结合 的方法进行 了掺配掺烧并采 取了防结焦措 施 , 掺 配掺 烧后 , 有效降低了炉膛出 E l 烟温 , 减少 了锅炉结焦 , 保证 了锅炉安全运行 。 关键词 : 准东煤 ; 掺配掺烧 ; 炉膛 温度 ; 结焦
基 金项 目: 新疆维吾尔 自治 区科技计划项 目资助( ) ( J K J 1 4 0 0 )
第 1期
李鹏, 等: 燃 用 准 东煤 对锅 炉运 行 的影响
・ 6 9・
表 2 自备 电 厂 1 , 2锅 炉 设 计 煤 种 及 核 煤 种 参 数
1 0 2 5℃ 、 软化 温度 1 0 4 0 o C选 取 煤 种 , 1 0 2 5—1 0 0=
作为辅助判断依据来选取掺配 比例。 1 ) 灰熔 点 软 化 温 度 高 于 1 0 2 5℃ 且 二 氧 化 硅
质 量分 数超 过 5 0 %, 为不 易 结 焦 煤 , 掺 配 煤 与结 焦
煤以1 :1比例掺 配 。
低” 的通 行 态 势 。 为 了缓 解 发 电 厂 的 经 营 压 力 , 各 发 电企业 多方 采购 发 电用煤 , 这样 会 直 接 导致 发 电 厂入 炉煤 品质 偏离设 计煤 种 。对于燃 料成 本 占发 电
成本 7 0 % 的发 电厂来说 , 如何 最 大 限 度保 证燃 煤 储
量和 防止 人炉 煤结 焦 , 实 施 燃料 配 煤 掺 烧措 施 和 运 行人 员燃烧 调 整是一 个重 大 的技术 问题 。

现役锅炉纯烧准东煤技术研究-20120906

现役锅炉纯烧准东煤技术研究-20120906

准东地区煤质对比
项目 全水分 空气干燥基水分 收到基灰分 干燥无灰基挥发分 收到基碳 收到基氢 收到基氮 收到基氧 全硫 收到基低位发热量 可磨指数 /冲刷磨损指数 变形温度 软化温度 流动温度 煤灰中二氧化硅 煤灰中三氧化二铝 煤灰中三氧化二铁 煤灰中氧化钙 煤灰中氧化镁 煤灰中氧化钠 煤灰中氧化钾 煤灰中二氧化钛 煤灰中三氧化硫 湖北宜化 18.7 13.71 3.57 30.1 62.45 2.19 0.51 12.22 0.36 21.95 112/0.5 1300 1310 1330 9.02 4.7 7.7 43.94 10.26 6.33 1.11 0.31 15.58 神华准东 26.2 11.11 5.3 32.7 54.42 2.6 0.45 10.58 0.45 19.12 116/1.6 1280 1290 1320 26.97 7.72 7.66 22.86 9 3.91 0.51 0.43 20.15 天池能源 28.8 12.42 4.74 30.67 53.59 2.28 0.47 9.57 0.55 18.38 118/0.6 1160 1170 1190 14.68 4.63 10.07 33.27 8.23 4.05 0.56 0.12 23.68 中联煤 26.2 9.82 7.02 32.65 52.97 2.27 0.66 10.42 0.46 18.73 107/0.9 1130 1140 1160 41.18 16.87 7.19 12.1 2.73 3.82 1.01 0.7 13.52 国能准东 16.7 9.4 9 31.74 61.11 3.32 0.5 9.11 0.26 22.18 85/5.9 1150 1160 1180 49.44 13.26 8.14 8.54 7.07 5.06 1.49 0.92 5.38

260t/h纯烧准东煤循环流化床锅炉设计与运行

260t/h纯烧准东煤循环流化床锅炉设计与运行

生 沾 污 的 机 理 .研 究提 H { 了利川循环流化 『 术锅 炉
循 环 路 大 量 颗 粒 循 环 的 特 点 .将 易 发乍 f f 污 的 受热面全部布置在循环f 亓 1 路 内 的 技 术 思 路 . 没 汁
主要 以高 钠煤 为 主 ( 灰 分 巾钠 质 量 分 数 高 于 2 %的 煤 为高 钠煤 ) .且 其灰 分 中 碱金 属 钠 和 碱土 金 属 钙 及硫 的 含量 很 高 .在 燃 用 准 东 煤 过 程 中 现 了 水
有 关 沾 污 、结 渣 的研 究表 明 ,燃 烧 过 群 中 钠
盐 等 碱 金 属 的 存 在 对 锅 炉 结 渣 和 沾 污 均 有 承 受影 H I  ̄ [ 1 4 - 为此 .在锅 炉设 汁时充 分 考 虑 了准 尔煤 高 碱 金 属 、碱 土 金 属 含量 的 特 征 ,并 对 其 沾 污 、结
1 . 1 准 东 煤 沾 污 特 性
许 多研 究 者 பைடு நூலகம் 准 东 煤 的 沾 污 和结 渣 特 性 等 进
行 了大 的 研 究1 5 — 6 1 ,发现 准 东 煤 的 着 火 、燃 尽 性
能 优 良 ,但 沾 污 、结 渣 严 重 8 1 ,据 此 对 在 役 发 电
锅 炉 优 化运 行 及新 建 锅炉 选 型 等提 出 建议 I .包 括 埘 设计 方法 进 行研 究I 1 0 - … .实 际应用 时 .还通 过 掺 烧 高岭 土 以改 善 污特 性 .取 得 了较 好效 果 。但
摘 要 :新 揣 准 尔地 煤 以 高 钠 煤 为 主 ,具 有 极 强 的 沾 污结 渣 特 性 , 电 站 锅 炉 在 燃 准 东 煤 过 程 中 易 出现 水
冷 鹫 绱 渣 对 流 受 热 而 沾 污积 灰 ,影 响锅 炉 的 正 常 运 行

准东煤锅炉低氮燃烧器改造后NOx排放特性试验研究

准东煤锅炉低氮燃烧器改造后NOx排放特性试验研究
2 0 0 m g / N m。 以 内。改 造完 成 后 , 试 验 人员 通过 试验 对 各运行参数 , 包括锅炉负荷 、 运行氧量 、 制 粉 系统 运 行 方式 、 S O F A风开度 等 ,对 N O x 排 放特 性 的影 响进 行 了详 细 的摸索 ,还重 点分 析 了 S O F A风 的投 运 , 对 准 东煤 锅 炉 结焦 和煤 粉 燃 尽 的影 响 ,提 出 了准东 煤 锅 炉低 氮 燃烧 运 行建 议 ,可为 新疆 地 区 同类 机组 低

5 2。
王兴无等 : 准 东煤锅 炉低 氮 燃 烧 器 改造 后 NOx排 放特 性试 验 研 究
凹 商口 国 皿 画
D ∞ c
第 4期
NO x) B 。



在 煤粉 锅炉燃 烧 温度下 ,燃 料型 N O x占 8 0 %左
口 s o F A 3
2 0 1 4年 之前 , 重 点 地 区大 型 电站 锅 炉 的 N O x排放 浓
度, 需降至 1 0 0 m g / m ( 干烟气 , O 2 = 6 %, 下同) 以内【 l 】 。 照 此标 准 ,国网能 源阜 康 电厂 首先 在 电厂 1 锅 炉上进行低氮燃烧器改造 ,将 N O x 排放浓度降低至
低 氮 燃 烧 器 改 造 的设 计 煤 种 为 准 东 五 彩 湾 烟
煤, 其煤质特性见表 l 。 由其分析可以看出, 准东煤挥 发分高 、 灰分和灰熔点低 , 具有极易着火 、 极 易燃尽 和 结焦严 重 的特点 。
表1 低氮燃烧器改造前、 后 煤 质 特性
脱除的污染物 。按照最新 的 N O x 排放标准要求 , 在
第1 1 卷 第 4期

准东煤在新建锅炉的燃烧分析

准东煤在新建锅炉的燃烧分析

掺烧措施防止锅炉结焦 。低于 8 0 %负荷时可以纯 烧准东煤。但锅炉需高频率 、 长时间投入吹灰器 , 对 锅炉 受 热 面 的 损 伤 尚需 评 估 。在 五 彩 湾 地 区 , 当负 荷达 到 8 0 % 以 上时 , 少部 分 电厂 采 用 掺 烧 高 岭 土 的方法 , 而仍 存在 大量 电厂 使 用掺 烧 井 工 ( 低 钠) 煤 的办 法 。 3 . 2准 东煤掺 烧经 济性 计算 以准 东 地 区 某 2× 6 6 0 MW 锅 炉 为例 , 每 年 要 掺烧 6 0万吨 低 钠 煤 , 而 低 钠 煤 的 市 场价 格 为 1 8 0 吨, 高 于准 东煤大 约 1 0 0元/ 吨, 增 加燃 煤 费 用 约为 6 0 0 0万 元 , 若 掺烧 高 陵 土在 锅 炉燃 烧 过 程 中 还 要大 量吸 热 , 锅 炉灰 量 增 加 , 加剧 了空预 器 堵 灰 的可能, 对机组的经济指标( 煤耗 , 厂用电率) 等有 很 大影 响 。 4全烧 准 东煤锅 炉整体 设 计思 路
相关建议 , 为将燃用准东煤的单位提供参考。 关键词 : 准东煤 ; 结焦 沾污原 因 ; 总体设计 ; 防焦设备与技术 ; 改善 运行工况
中图分类 号 : F 4 0 6 . 3 ; T K 2 2 9 . 6
文献标 志码 : B
文章 编 号 : 1 0 0 8— 0 1 5 5 ( 2 0 1 6 ) 2 2— 0 1 3 0— 0 3 目前准 东五彩 湾地 区各 家 电厂 纷纷 采
面 容 易结渣 。炉膛 出 口温度 要低 于灰 渣 初 始变 形 温度 5 0 ℃ ~1 5 0 ℃ 来保证 灰渣 不在 过 热器 上 结渣 , 所 以锅炉 的炉 膛 出 口烟温 控 制为 9 6 8 ℃。 二是 煤 的碱金 属 含量 偏 高 。准 东煤 中氧钠 含 量为6 . 3 7 %, 而钠是煤在锅炉燃烧 过程 中造成换

480t/h锅炉改烧准东煤改造

480t/h锅炉改烧准东煤改造
2 . Xi ' a n Th e r ma l Po we r Re s e a r c h I n s t i t u t e Co ., Lt d ., Xi ' a n 7 1 0 0 3 2, Ch i na )
Ab s t r a c t : S e v e r a l p r o b l e ms o c c u r r e d i n Fu k a n g t h e r ma l p o we r p l a n t , s u c h a s h i g h NO e mi s s i o n,
( 1 . 国 网能 源新 疆阜康发 电有 限公 司, 新疆 阜康
8 3 1 5 1 1 ;2 . 西安热 工研 究 院有 限公 司, 陕 西 西安 7 1 0 0 3 2 )
[ 摘
要 ]国网能 源新疆阜 康 发 电有 限公 司在 改 烧 准 东煤 过 程 中存 在 NO 排放 过 高 、 锅 炉结
( 1 . X i n j i a n g F u k a n g P o w e r G e n e r a t i o n C o . , L t d . , S t a t e - Gr i d E n e r g y Gr o u p , F u k a n g 8 3 1 5 1 1 , Ch i n a
s e v e r e b o i l e r c o ki n g a n d f o ul i ng, a nd i n s u f f i c i e nt d r yi n g c a pa c i t y o f pul v e r i z i n g s y s t e m, du r i n g t he o nv e r s i o n t o Zhu nd on g c o a l f i r i ng .To s ol v e t he s e p r o bl e ms , v a r i o us me a s u r e s we r e t a ke n, l i ke U— s i n g d e e p a i r — s t a ge d c ombu s t i on t e c hn ol o gy, a r r a n gi n g bu r ne r s i n s ma l l t a n ge nt i a l f o r ms, ad d i ng ne w s o ot bl o we r s a r o un d t he e a s y — c ok i ng a n d c o nt a mi na t e d r e gi on s, e nh a nc i n g t he pr i ma r y a i r t e mp e r a t u r e t h r ou gh h i g h— t e mp e r a t u r e f l ue , a n s o o n. Af t e r t he r e t r o f i t i n g, wi t h t he NO e mi s s i on

350MW机组锅炉准东煤掺烧试验研究

350MW机组锅炉准东煤掺烧试验研究

350MW机组锅炉准东煤掺烧试验研究张耀;邹铭;方顺利;姚伟【摘要】准东煤具有极易着火、极易燃尽的特性,燃烧性能优异,但具有严重的结渣、沾污特性.对某电厂350 MW机组锅炉进行了不同负荷段掺烧准东煤的试验,对不同负荷时燃用不同比例准东煤时锅炉炉膛及过热器、再热器管壁结渣及沾污情况进行了对比分析.通过试验掌握了锅炉在不同负荷段对掺烧不同比例准东煤的适应能力,为准东煤在电站锅炉的应用提供参考.%Zhundong coal is highly inflammable and easily burnt out,which has excellent combustion properties.However,this kind of coal has the characteristic of serious slagging and contamination.The experiment of co-firing Zhundong coal on different load sections was carried out on a 350 MW boiler,the contrastive analysis of boiler furnace,superheater and reheater tube wall slagging and contamination on different ratio of Zhundong coal at differentloads.Through experiments,it has mastered the adaptability of boilers to different proportions of Zhundong coal in different load sections,and it provides references for Zhundong coal application in power plant boilers.【期刊名称】《工业加热》【年(卷),期】2018(047)002【总页数】4页(P43-45,57)【关键词】准东煤;掺烧;结渣;沾污【作者】张耀;邹铭;方顺利;姚伟【作者单位】新疆维吾尔自治区煤炭科学研究所,新疆乌鲁木齐 830091;新疆维吾尔自治区煤炭科学研究所,新疆乌鲁木齐 830091;西安热工研究院有限公司,陕西西安 710054;西安热工研究院有限公司,陕西西安 710054【正文语种】中文【中图分类】TF578+3.1准东煤田是近年来在新疆探明的特大型煤田,煤炭资源储量丰富。

准东煤的锅炉设计优化研究

准东煤的锅炉设计优化研究

准东煤的锅炉设计优化研究摘要:经过分析,可以发现准东煤中的碱性氧化物含量远高于常规动力煤种,同时酸性氧化物SiO2等含量明显偏低,具有极强的沾污结渣能力。

使用高碱煤锅炉中,由于水冷壁结渣、对流受热面沾污灰尘等因素的存在,导致锅炉的安全性和可靠性大大降低。

所以锅炉设计时,应当在保证水汽系统和吸热分配各项指标合理的情况下,尽可能大的选用锅炉炉膛尺寸和较低的炉膛热负荷,从而可以使锅炉可以在运行时达到设计负荷值。

关键词:准东煤;锅炉;结渣;炉膛热负荷;炉膛尺寸1.准东高碱煤燃料特性准东高碱煤的灰分含量较低,但其中K、Na比例含量高,而硅与铝含量较低等特点[1]。

德国、美国和澳大利亚是全球最大的高碱煤产地,其中以高碱褐煤最为常见。

通常国外认为碱金属含量超过2.5%时或者沾污指标超过3%~6%时就会影响锅炉装置正常稳定运行[2]。

高碱煤中K、Na等碱金属含量偏高是造成使用高碱煤锅炉结渣、沾污问题的主要原因,高碱煤在燃烧过程中会生成硫酸钠等物质,在锅炉的受热面熔融形成一层粘结层,导致锅炉中的飞灰在运行过程中不断的进一步粘结吸附,从而引起受热面的进一步严重结渣,导致使用高碱煤的锅炉达不到设计负荷。

并且影响装置的安全稳定运行。

1.1 高碱金属准东煤特性(1)准东煤中碱金属(主要是Na)含量较之普通煤种高很多,超过90%的钠是以水溶态和离子可交换态的形式存在,而这些形态被认为在燃烧过程中很容易挥发,形成黏性的超细颗粒物,加剧沾污可能性;(2) 从燃烧特性来看都属于极易着火、极易稳燃、燃尽的煤质;(3) 燃用煤质含有较高的水分和较高的挥发分,具有一定倾向的褐煤性质;(4) 灰熔点明显偏高的主要原因初步分析是由于灰中CaO含量较高所致,单体的CaO的灰熔融温度高达2590℃;(5) 准东煤的堆积密度较小,远低于真密度,表明煤种的孔隙率较高,煤堆内的含氧量增加,自燃倾向增加,其燃烧性能接近褐煤;(6) 准东煤的水分偏高,需要燃烧入炉初期锅炉具备更强的干燥能力。

负荷变化对900MW超临界锅炉炉内燃烧影响的数值模拟

负荷变化对900MW超临界锅炉炉内燃烧影响的数值模拟

在我 国能源结构 中 , 煤炭 占据举 足轻 重的地位。 目前很多大容 3 实 验 结 果 分 析 量机组难 以长期在额定 负荷下运行 。 为了最 大限度地保证锅炉燃烧 3 . 1 速度分布 。不 同负荷下炉内速度呈现 出不 同的情况。( 1 ) 炉 的稳定 性 、 经济性 、 安全性 , 并符 合环保要求 , 对不 同负荷下 的锅炉 内靠近 壁面处 由于燃 烧器喷 1 2的影 响形成 了局 部高速 流动 区域 ; 燃烧特 性进行研究 显得非 常有必要 。笔者设 计 了一 个实验 ,借助 ( 2 ) 在靠近炉膛 中心 区域 , 烟气流速减小 。 从各横截面的速度分 布可 F l u e n t 软件 对 1台 9 0 0 MW 四角切 圆燃 烧锅炉在 不 同负荷 下炉 内 以看 出 : 在不同负荷下 , 即便风速和耗煤量等参数都不一样 , 然 而炉 燃烧过程 进行 了数值 模拟 , 通过模拟 实验 , 笔 者分析 了负荷变化 对 内流场都显示 出了切 圆流动的形式 以及 每股气流对下 游邻角气流 炉内流动和传热 的影响规律 。实验结果显 示 : 锅炉在 高负荷 下运行 根部 的影 响; 随着负荷 的降低 , 炉 内气流速度逐渐减小 , 燃烧 的剧烈 的时候 , 炉内燃烧 比较 充分 , 并且稳定 , 然而炉 内火焰更 容易冲刷水 程度 随之 降低 。 冷壁 , 发 生局部 结渣 现象 ; 在低负荷 下运行 时 , 炉 内火焰充 满度 较 3 . 2温度分布 。由于符合的变化 ,燃烧 的剧烈 程度也会有所改 差, 切圆燃烧 的稳定性显著下 降 , 炉膛水冷壁 灰污表面 温度也相应 变 , 一般情况下 , 是随着 负荷 的降低而减弱。当负荷较 高时 , 炉 内烟 降低 , 水冷壁 表面结渣 的倾 向弱化 , 沿高度方 向水冷壁 吸热不均 匀 气流速较快 , 火焰 的刚性较强 , 温度梯度较 大 ; 炉 内的火焰更容易 冲 性 增大。 刷水冷壁 , 发生局部结渣 的可能性增加 。从 y — z 截 面温度分布能够 1模型 的构造 发现 :由于 E、 F层燃烧器停 运导致炉膛上部没有 形成一个温度较 从 煤粉燃烧 的过程非 常复杂 , 既有气体 的运 动 、 煤 粉气 固两 相 高、 热量较为均匀 的区域 , 炉膛 中部高温区域变 小 , 炉 内温度变化也 的运动 、 炉 内传热过程 , 又有煤粉燃烧的化学反应 。 在对燃烧 过程进 更加剧烈 , 沿高度方 向水冷壁吸热不均匀性增大。 行 分析的时候 , 烟气 的湍流运动可 以用 k —e模 型描 述 , 也就是在关 3 . 3 平均温度与高度的关系。在燃烧器 区域 , 由于燃料燃烧放出 于湍动能 k方程上再加上一个关于湍动耗散率 s 的方程 。 的热量大于辐射传 热量 , 所 以火焰保持 了较高的温度 。在火焰上升 当煤粉达到相应的温度时就会析 出挥发分 , 挥发分 和氧气发 生 过程 中, 其 中的可燃物逐渐燃尽 , 使得燃烧放热量小 于辐射传热量 , 反应 。由于挥发分的燃烧属于非预混燃烧 , 所 以选择用概率 密度 函 所 以火焰温度下降。由于放热量 和传热量 的变化 , 致使炉膛各部位 数 分布的 P D F模 型模 拟非预混燃烧 。这 个模型是有 一定的适用条 的温度都不一样 , 火焰中心就是炉膛内温度最高的地方。如果火焰 就将引起冷灰斗处结渣 ; 如果火焰 中心位置太高 , 使 件的, 主要为 : 假 设燃 烧过程中的化学反应非常快 , 体系 中的组分立 中心位置太低 , 炉膛 出口烟温偏高 , 导致炉膛 出口对流受热面结渣以及过热器壁温 刻 达到平衡 状态 , 这个 时候燃烧 被简化成一个混合 问题 。P D F 模型 具 有很多好 处 , 不仅可 以预测 中间组分 的浓度 , 可考虑 流动 中的耗 升高 ; 当火焰 中心偏 向某一侧时 , 会引起该侧受热面结渣 。 散现象 , 还可考虑化学反应 与湍流之间的相互作用 。P D F模 型不需 3 . 4表面温度分布。不同负荷下水冷壁灰污表 面温 度沿炉膛高 要求解 大量的组 分和能量的输运方程 , 所 以极大地缩短 了计算 的时 度 的变化规 律可以归纳如下 : 不 同负荷下 , 灰污表 面温度沿炉膛 高 度方 向先上升后 降低 ,其最高温度 与最低 温度相差均为 3 5 0 K左 间。 右, 温度较高 的区域与燃烧器区域重合 , 可见 , 灰污表面温度较大程 2 实验模拟 2 . 1 实验情况简介 。笔者在研究 的过程 中把 电厂 9 0 0 MW 超 临 度上受 炉内燃烧 区域 的影 响 ; 不 同负荷 下 , 灰污表 面温度 随着 负荷 界塔式锅炉作为研究对象。 炉膛结构大致如下 : 炉膛横截面宽 2 1 . 4 8 降低而下降 , 水冷壁表面结渣的倾 向弱化. 米、 深 2 1 . 4 8米 。燃烧 器采用 四角布置 、 切 圆燃烧 方式 , 每个角都设 4 实 验 结 果 分 析 有 1 2只煤粉喷 口和 6只燃油喷 口, 整 台锅炉总计 4 8只煤粉喷 口和 通过上述的实验设计与实验分析 , 可 以得到以下的实验结果 : 4 . 1当处 于 B MC R、 T MC R、 7 5 %T MC R工况下 ,炉 内的速 度分布 2 4 只燃油 喷 口。每两层煤粉喷 1 2 作为一个燃 烧器组 , 共6 组, 燃烧 进而温度 的分布 比较接近 , 这个时候 , 炉 内火焰充 满度和 四角切 圆 器 总高度为 2 3 . 7米 。 2 . 2炉 内网格 的划分 。炉膛 出 I : I 边界取一级过热器下方螺旋段 燃烧 的稳定性 良好 ; 当处于 3 5 %T MC R工况 下 , 四角切 圆燃烧 的稳 水冷壁 出 口平面。 一般采用下面的方法划分炉膛 网格 , 将炉膛 宽度 、 定性和火 焰充 满度则表现 出明显的下降。 深度、 高 度方 向分别用 x , y 、 z 表示 , 并设定炉膛 宽度 、 深 度中点处分 4 . 2当处 于 B MC R、 T MC R、 7 5 %T MC R工况下 ,炉膛横截 面平 均 火焰的中心位置都出现在标高约 别为 x = 0 m、 y = 0 m, 锅炉 0 m层为 z = 0 m。由于炉膛 的整体 尺寸 比 温度沿高度的变化规律非常相似 , 较大, 而燃烧器 喷 口的尺寸 又 比较小 , 所 以将炉膛 主体 和燃 烧器 附 4 5米 的位置 ; 当处 于 3 5 %T MC R工况下 , 火焰 中心位置 出现在标 高 近区域分成两个部分 , 对这两个部分 要分别进行 网格划分 。炉膛 中 4 O米 的位置 , 炉 内高温 区变小 , 温度 变化也 比较 剧烈 , 沿高度方 向 t l , 部分以及冷灰斗 区域 是规则 的几何 体 ,以 C o o p e r 格 式生成尺寸 水 冷 壁 吸 热不 均 匀 性 增 强 。 为2 0 0 m m 的结构化 网格 ; 对炉膛 四角从 燃烧器喷 口到炉膛主体部 4 . 3由于该锅炉的低 N O x燃烧器采用了分离燃 尽风 ,使 得炉内 高温区扩展 , 温度变化更平缓 。 分 的过渡 区域 , 先进行 面网格划 分 , 再以T g r i d 格 式生成尺寸为 1 5 0 火焰最高温度 降低 , 4 . 4水冷壁灰 污表 面温度会 由于负荷 降低 而下降 ; 负荷较高时 , mm的非结构化 四面体网格。整个炉膛模 型的网格 数为 1 3 3 万。 2 . 3出 口边界 。 将 每个 喷 口都设置 为速度入 口边界条件 , 一级过 燃烧器区域的灰污表面温度较高 , 极其容易 出现结渣问题 。 参 考 文 献 热 器以下的横截面作为炉膛 出 口边界 。 自 冷灰斗至炉膛 出 口, 壁面 温度按 3 0 8  ̄ C 至4 1 9  ̄ C 线性变化设置 , 壁面黑度 为 0 . 7 5 , 炉膛 出口黑 『 1 1 阎维平, 刘亚 芝, 黄景立. 3 0 0 M W 四 角 切 圆煤 粉 锅 炉 燃烧 和 N O x 排 放 的 数 值模 拟『 J 1 . 电站 系统 工程 , 2 0 0 7 , 2 3 ( 2 ) : 1 1 - 1 3 . 度为 0 . 4 5 。 2 . 4情况模拟 。笔者对实验锅炉 在四种不 同负荷下设计煤种 的 『 2 1 蔡 晓辉. 6 0 0 MW 超 临界 锅炉炉 内燃烧过程数值模拟【 D 】 . 保定: 华 燃 烧过程进行 了数值模 拟 , 分 析负荷变化对 炉 内速度 、 温度 以及炉

准东煤高温燃烧过程中含钙矿物质的转化规律

准东煤高温燃烧过程中含钙矿物质的转化规律

CIESC Journal, 2017, 68(10): 3906-3911 ·3906·化工学报 2017年第68卷第10期| DOI:10.11949/j.issn.0438-1157.20170350准东煤高温燃烧过程中含钙矿物质的转化规律黄小河1,张守玉1,杨靖宁1,江锋浩1,吴顺延1,慕晨1,吕俊复2(1上海理工大学能源与动力工程学院,上海 200093;2清华大学热能工程系,北京 100084)摘要:采用3种萃取液(水、醋酸铵和盐酸)对准东煤进行逐级萃取实验,使用高温气氛炉对准东原煤及萃取后的煤样进行燃烧实验,使用电感耦合等离子体原子发射光谱仪和X射线衍射物相分析仪对萃取前后的固体煤样及燃烧后煤灰样品分别进行Ca元素分析和矿物检测。

研究结果表明,准东煤中的钙元素主要以醋酸铵溶钙和盐酸溶钙形式存在。

在燃烧过程中,准东煤中含钙矿物质与含硅、含铝矿物质反应生成硅钙石、斜硅钙石与钙铝石等;其中经水萃取后碱酸比减小,灰熔融温度升高,盐酸溶钙与含硅、含铝矿物质反应生成硅钙石、硅铝石等,不溶钙主要以稳定的硅铝酸盐形式存在。

关键词:反应;煤燃烧;钙;转化规律中图分类号:TK 16 文献标志码:A 文章编号:0438—1157(2017)10—3906—06 Calcium transformation during Zhundong coal combustion processHUANG Xiaohe1, ZHANG Shouyu1, YANG Jingning1, JIANG Fenghao1, WU Shunyan1,MU Chen1, LÜ Junfu2(1School of Energy and Power Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China;2Department of Thermal Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China)Abstract: Sequential extraction was employed to determine the modes of occurrence of calcium in Zhundong coal. The samples from Zhundong coals before and after extraction were ashed in a high temperature atmosphere furnace. The calcium content of the coal and ash samples and the calcium-contained minerals in the samples were determined using an inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy and X-ray diffraction analysis. Theresults indicated that the calcium contained in Zhundong coal was in the forms of water-soluble, ammonium acetate-soluble, hydrochloric acid-soluble and insoluble species, and the main calcium modes were the ammonium acetate-soluble and hydrochloric acid-soluble species, while the proportions of the water-soluble and insoluble-calcium were low. During the combustion process, the chemical reactions among the calcium-containing minerals, the silicon-containing minerals and aluminum-containing minerals in Zhundong coal occurred to form fukalite, mayenite, kilchoanite and rankinite. The base/acid ratio decreased and the ash melting temperature increased after water extraction. The hydrochloric acid-soluble calcium species reacted with the silicon-containing and aluminum-containing minerals, leading to form mayenite, kilchoanite and rankinite. The insoluble-calcium species existed in the form of margarite was stable in the coal during combustion process.Key words: reaction; coal combustion; calcium; transformation2017-04-06收到初稿,2017-06-27收到修改稿。

火电厂掺烧准东煤分析研究

火电厂掺烧准东煤分析研究

火电厂掺烧准东煤分析研究发布时间:2022-03-11T07:30:58.200Z 来源:《科技新时代》2022年1期作者:肖龙波[导读] 目前阶段,在锅炉设计中还没有办法根除烧准东煤受热面较严重的沾污现象,只能采取措施来减缓或降低沾污的危害,我厂150MW 机组两台锅炉为华西能源设计生产的蒸发量510t/h、超高压自然循环锅炉,为了防止锅炉运行中因沾污结焦导致非计划停炉,对安全生产和经济生产造成极大影响,制定此措施。

新疆楚星能源发展有限公司新疆博乐市 833400摘要:目前阶段,在锅炉设计中还没有办法根除烧准东煤受热面较严重的沾污现象,只能采取措施来减缓或降低沾污的危害,我厂150MW机组两台锅炉为华西能源设计生产的蒸发量510t/h、超高压自然循环锅炉,为了防止锅炉运行中因沾污结焦导致非计划停炉,对安全生产和经济生产造成极大影响,制定此措施。

关键词:火电厂;掺烧;准东煤一、准东煤特性准东煤一般特性:碱金属含量高,低灰分,极易结焦;中等挥发分,中等热值,中高水分,易着火,易燃尽,硫份低,综合特性介于一般烟煤和褐煤之间。

锅炉负荷高时,大比例燃烧准东煤,炉膛,燃烧器,过热器部位沾污、结渣情况严重,直接影响锅炉的安全,经济运行。

二、掺配煤的措施(1)A原煤仓上50%准东煤50%伊犁煤,B原煤仓上50%准东煤50%伊犁煤,C、D原煤仓上100%伊犁煤。

负荷90MW以下时优先A、B 磨煤机运行准东煤占比50%;负荷90MW以上时,炉膛温度大于950℃或负荷100MW时,ABC磨或ABD磨运行准东煤占比33.3%;高负荷或炉膛温度大于1050℃时,吹灰后炉膛温度无变化,切磨至A、C、D或B、C、D运行准东煤占比16.6%。

(2)A原煤仓上50%准东煤50%伊犁煤,B原煤仓上20%炉渣40%准东煤40%伊犁煤,C、D原煤仓上100%伊犁煤。

负荷90MW以下时优先A、B磨煤机运行准东煤占比45%;负荷90MW以上时,炉膛温度大于950℃或负荷100MW时,ABC磨或ABD磨运行准东煤占比30%;高负荷或炉膛温度大1050℃时,吹灰后炉膛温度无变化,切磨至A、C、D准东煤占比16.6%或B、C、D运行准东煤占比13.3%。

330MW亚临界锅炉深度调峰背景下提高准东煤掺烧比例的方案研究

330MW亚临界锅炉深度调峰背景下提高准东煤掺烧比例的方案研究

330MW亚临界锅炉深度调峰背景下提高准东煤掺烧比例的方案研究随着能源需求的增长,电厂的负荷调整能力变得越来越重要。

在亚临界锅炉深度调峰背景下,提高准东煤掺烧比例的方案研究成为一种应对方法。

本文将探讨一种提高准东煤掺烧比例的方案,并对其可行性进行分析。

第一,要分析准东煤的可燃性和燃烧特性。

准东煤是中国重要的煤种之一,其低挥发分、高灰分的特点使其燃烧特性略有不同。

通过对准东煤燃烧的实验数据分析和对比,可以确定其适合掺烧的比例范围,确保煤粉与主燃料的燃烧稳定性。

第二,要评估亚临界锅炉的适应能力。

亚临界锅炉在深度调峰时,负荷变化较大,掺烧煤的燃烧适应能力成为关键。

需要进一步研究亚临界锅炉在不同煤种混烧比例下的燃烧效果和适应能力,以确定掺烧准东煤的可行性,避免燃烧不稳定和产生大量的污染物。

第三,要优化燃烧系统和掺烧工艺。

通过燃烧系统的优化设计和掺烧工艺的改进,可以提高准东煤的掺烧比例。

例如,可以通过改变煤粉细度和配比、调整燃烧室结构和燃烧控制方式等手段来提高准东煤的燃烧效率和稳定性。

第四,要考虑环境影响。

准东煤的高灰分可能会导致排放的颗粒物和气体污染物浓度升高。

为了降低环境影响,可以采取一些治理措施,如增加除尘器的处理能力、改进脱硫脱硝工艺等。

第五,要进行经济分析。

提高准东煤的掺烧比例需要进行投资,包括燃烧系统改造、设备更新等。

需要进行经济分析,评估提高掺烧比例的成本和效益,以确定方案的可行性和经济性。

综上所述,提高准东煤掺烧比例的方案是可行的,但需要进行详细的可行性研究。

通过分析准东煤的燃烧特性,评估亚临界锅炉的适应能力,优化燃烧系统和掺烧工艺,考虑环境影响,并进行经济分析,可以确定最适合的掺烧方案。

这将有助于提高电厂的负荷调整能力,满足日益增长的能源需求。

准东煤燃烧技术研究获得重大突破

准东煤燃烧技术研究获得重大突破

准东煤燃烧技术研究获得重大突破
不改锅炉,不改设备,只改燃烧技术方式,通过智能动态燃烧优化控制技术应用,新疆准东露天煤在电厂锅炉中的掺烧比例由此前的20%大幅提高到了90%,从配角一跃成主角。

自治区2012 年重点技术创新支持项目,国家863 科技攻关项目计划,准东煤燃烧技术研究获得重大突破。

2012 年中国动力工程学会锅炉专业委员会学术交流会9 月6 日在昌吉召开,主办方向与会的新疆各大电厂公布了这一最新科研成果。

与来自全国的锅炉专家,全国各大锅炉厂、新疆各大电厂进行深入探讨,全面推广分享准东煤燃烧技术。

新疆准东地区作为新疆四大煤田之首,煤炭预测储量约为7300 亿吨,占新疆煤炭储量的三分之一,规划开采规模为每年5.82 亿吨。

煤质介于褐煤和长焰煤之间,是优质的工业动力用煤、气化煤和民用煤。

作为新疆优势资源的主阵地,准东地区是疆电东送、西气东输、疆煤外运的最主要能源基地。

随着新疆大建设的步伐加快,准东地区煤电、煤化工建设方兴未艾,疆内各地电力建设也进入了发展快车道。

根据十二五规划,十二五末全疆电厂容量将从现在的1800 万千瓦提高到1 亿千瓦,煤炭需求量极大。

但作为煤炭优势资源转换的主阵地,准东地区煤炭因其严重的沾污性、结渣性、高水分的特性,在电厂锅炉燃烧过程中易发生严重的结焦问题,成为准东煤炭大规模开发应用的瓶颈,使之只能作为传统电厂锅炉的掺配煤。

准东地区露天煤矿开采安全性高,成本低、产量大的优点没有得到充分施展,严重制约了新疆电力的发展,制约了准东地区煤炭产业的发展。

2011 年,针对准东煤严重结渣和沾污的特性,新疆天池能源有限责任公。

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1160
1221 1348
1126
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氧化性气氛
变形 半球 流动
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ห้องสมุดไป่ตู้
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1465
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1537
6.0 5.0
85.0 0.2 0.8 0.3
3.0
2.5
3.2
7
二、锅炉沿程灰成份分布的特性
某锅炉沿程灰样灰熔点
成份 煤灰 飞灰 炉膛渣 过热器 前 过热器 后 再热器 前 再热器 后
还原性气氛 变形 半球 流动
1174
1276 1304
1171
1337 1410
1282
1365 1482
1232
灰成分 制粉特性
燃尽特性
结焦特性
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制粉特性
设计煤哈氏可磨性系数为:70,准东煤为107。
准东煤水分大,制粉系统干燥出力有限,对于中 储式钢球磨煤机制粉系统会延长制粉系统工作时
间,减少停运时间/对于直吹式制粉系统由于干燥 出力不足磨制能力约为磨制常规烟煤的80%。 准东煤挥发分大,灰分小,应做好制粉系统防爆 措施。
锅炉研究所
第一章、机理研究
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2
一、结渣、沾污的定义
结渣
烟气中夹带的熔化或部分熔化的颗粒碰撞在炉墙、 水冷壁或管子上被冷却凝固而形成,结渣的形态主要 是以粘稠或熔融的沉淀物形式出现,结渣主要出现在 辐射受热面上。
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3
一、结渣、沾污的定义

沾污
沾污也称为沾灰或积灰。指温度低于灰熔点的灰 粒在受热面上沉积。 分为高温灰沉积和低温灰沉积。高温灰沉积的形 成温度处于灰粒的变形温度下的某一范围内,多发生
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37
系统化的改造技术指标
锅炉能带满500t/h的负荷,带满负荷时锅炉结焦状
况正常,不恶化,保证锅炉长时间稳定运行。
锅炉蒸汽温度、压力等参数正常。
锅炉能带50%低负荷,低负荷时锅炉燃烧稳定。
改造后氮氧化物排放浓度低于300mg/m3。
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38
谢谢各位!
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6/12/2012
12
四、碱金属含量对沾污结渣的影响
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13
五、通过煤灰物性对受热面结渣、 沾污的预测
煤灰熔融法
根据灰的软化温度ST判断 煤灰成分法 碱酸比 硅铝比 (SiO2/Al2O3) 煤的沾污性判别特性指数Rf 结渣温度tjz
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结渣指数 软化温度ST(℃)
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第三章、烧准东煤的 锅炉系统改造
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25
改造内容
燃烧器改造方案及分析
吹灰器优化改造 省煤器改造及低压省煤器的应用
6/12/2012
26
燃烧器改造方案
6/12/2012
27
改造后的一次风动力场模拟
减小一次风切圆,一次风切圆直径0.05D。
改 造 前 后 速 度 分 布 改造前
6
二、锅炉沿程灰成份分布的特性
某锅炉沿程各取样点灰样分析
成份 煤灰 飞灰 炉膛渣 过热器 前 过热器 后 再热器 前 再热器 后
SiO2 Al2O3
Fe2O3 TiO2 CaO MgO Na2O K2O SO2
6/12/2012
36.5 12.5
24.0 1.0 8.4 0.04 0.04 1.8 12.1
四、碱金属含量对沾污结渣的影响
NaCl和KCl等碱金属盐形成碱性粘结灰有作用。
6/12/2012
10
四、碱金属含量对沾污结渣的影响
含钠的化合物熔点
化合物名称 Na3Fe(SO4)3 熔点(℃) 896
Na3Al(SO4)3
NaFe (SO4)2 Na2SO4-NaCl Na2SO4-CaSO4
919
<0.206 0.206~0.4 >0.4
>78.8 66.1~78.8 <66.1
轻微 中等 严重
轻微 中等 严重 < 960 960~1025 > 1025 轻微 中等 严重
15
硅比G
结渣温度tjz(℃)
6/12/2012
第二章、准东煤分析
6/12/2012
16
一、煤质分析
煤的元素及工业分析
一般煤种判别范围
>1390 轻微 1260~1390 中等 <1260 严重 <1.87 2.65~1.87 >2.65 轻微 中等 严重
褐煤判别范围
>1390 轻微 1260~1390 中等 <1260 严重 <1.7 1.7~2.8 >2.8 轻微 中等 严重
硅铝比SiO2/AI2O3
碱酸比B/A
高温粘结性积灰
内层积灰,NaO2,K2O,SO3含量高。在工作 温度下以液态形式存在。同时起到一种粘结剂 的作用,在一定条件下形成块状沉积物。 外层积灰,与飞灰成分相似
灰的组分 Na2O K2O SO3
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飞灰
3.8 2.7 9.6
外层积灰
4.3 2.4 13.1
内层积灰
5.9 2.9 43.0
39
在屏式过热器、对流过热器等对流受热面上。
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4
一、结渣、沾污的定义
高温粘结性积灰
在对流受热面上形成的积灰,其成分包括碱、
钙、磷和硅等化合物,难以用通常的除灰装置除
掉。煤灰的组成是决定其严重程度的主因,燃烧
方式、机组设计、运行工况对其也有影响。
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5
一、结渣、沾污的定义
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改造后
28
改造后的一次风温度场模拟
减小一次风切圆,一次风切圆直径0.05D。
改 造 前 后 温 度 分 布 改造前
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改造后
29
燃烧器改造特点汇总
一次风切圆0.05d,考虑其中一对角对冲。 二次风切圆大于一次风,与一次风反切。 优化设计的一次风喷口。 优化设计的二次风喷口。 两段式分级燃烧。 温度可调的高位燃尽风。
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吹灰器优化改造
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31
吹灰器优化改造
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32
吹灰器优化改造
尾部低温受热面的吹灰器完善
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33
系统化的改造总结
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34
系统化的改造总结
6/12/2012
35
系统化的改造总结
6/12/2012
36
系统化的改造总结
1537
8
三、炉内矿物成分结渣过程
开始形成的第一层 灰和灰的组分有关。煤 种若含有较多的碱性矿 物质的灰,易发生结渣 问题。800至1000度时纳 成份能喝硅酸盐反应, 参与煤矿物成分的玻璃 化。碱金属化合物在水 冷壁管表面与金属及延 期互相作用,形成有粘 性的焦性硫酸盐及复杂 的碱性硫酸铁。
6/12/2012 9
54.4 26.1
13.9 1.29 1.66 0.52 0.01 2.95 0.93
14.5 6.0
71.2 0.6 0 0.22 0.05 2.9 6.5
7.0 5.0
75.6 0.26 1.2 0.2 0.1 0.34 9.9
6.8 7.4
82.7 0.2 0.7 0.2
16.4 13.8
66.0 0.5 2.50 0.3 0.03 0.56
963 898 1191
Na2O
Na2S2O7 NaCl
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1277(升华)
399 801
11
四、碱金属含量对沾污结渣的影响
K2O、Na2O和KCl、NaCl等在灰中含量一般很少,但对
灰熔点有明显的影响。向酸性灰渣中每添加1%的(Na、 K)2O可使T2下降17.7℃。 高温火焰作用下,碱金属会升华,燃烧温度越高,可 升华的成分含量越多。与SO3结合在一起,形成易熔的 钠钾化合物,构成易粘附灰垢的温床。当金属壁温大 于600℃,熔融状态的K2SO4和Na2SO4会发生高温腐蚀。
6/12/2012
20
燃尽特性
燃烧点。
DT曲线。 准东煤燃尽特性好。
6/12/2012
21
结焦特性
6/12/2012
22
结焦特性
6/12/2012
23
准东煤特点总结
1. 着火性、燃尽性好。 2. 结渣性严重。 3. 沾污性严重。 4. 可磨性容易。 5. 硫份低。
6/12/2012
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