- 齐震;陈衡;徐钢;施刚夜;候新建;顾欣;昌永发;房新;
二次再热技术是目前进一步提高燃煤机组发电效率的有效途径之一。相比于一次再热机组,二次再热机组烟气余热资源同样丰富;然而,针对二次再热机组炉侧烟气余热利用的研究较少。有鉴于此,将一次再热机组的3种余热利用方式的设计(包括低温省煤器、旁路烟道和机炉深度耦合余热利用方案)推广到二次再热机组,遵循"能量对口、梯级利用"的原则对其尾部烟道及汽轮机回热系统的换热过程进行重构,减小换热温差,提高全厂的热经济性。以某660MW二次再热机组为例,分析了3种余热利用方案下系统机组的关键参数特性及节能收益,结果表明:将排烟温度降低至90℃,相比于案例机组,机炉深度耦合余热利用方案的发电煤耗能降低2.76g/(kW·h),节能效果显著;而低温省煤器和旁路烟道余热利用方案的节能效果分别为1.08g/(kW·h)、2.00g/(kW·h);同时,应用图像火用分析法(EUD)对各余热利用方案的节能原理进行分析,在相同的烟气放热条件下,机炉深度耦合方案的火用效率达89.29%,高出低温省煤器方案和旁路烟道方案7.77%和2.32%,因而节能效果最为显著。
2019年02期 v.35;No.163 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1602K] [下载次数：346 ] |[网刊下载次数：16 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：67 ] - 万李;杨冬;董乐;周熙宏;李娟;
超超临界循环流化床(CFB)锅炉的发展具有良好的经济和环境价值,水冷壁水动力特性研究是超超临界蒸汽循环与CFB燃烧技术相结合的关键技术之一。针对超超临界锅炉水冷壁的布置特点,在西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室高压汽水试验台,以水为工质,对垂直管圈和螺旋管圈在压力P=11～32MPa,外壁热负荷q=50～360kW/m~2,质量流速G=170～800kg/m~2s的参数范围内的流动传热特性进行了系统深入的试验研究。获得了各种超超临界锅炉水冷壁管型发生膜态沸腾和蒸干的规律和边界条件,以及丰富的流动传热基础数据库。针对超超临界循环流化床锅炉结构特点,将水冷壁划分为由串并联回路、压力节点和连接管组成的流动网络系统,根据质量守恒、动量守恒和能量守恒方程,建立了超超临界锅炉水动力计算模型,得到了在各种负荷下的流量分布、出口汽温以及壁温等参数。建立了超超临界锅炉流动不稳定性分析的数学模型,计算分析了对回路施加热负荷扰动后进、出口质量流量随时间的变化。在此基础上,开发了具有自主产权的超超临界水动力稳态和流动不稳定性计算分析软件,其计算精度与国外同类软件相同,并且与实炉数据符合良好。
2019年02期 v.35;No.163 13-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 4946K] [下载次数：310 ] |[网刊下载次数：25 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：81 ] - 李斌;金昱;肖显斌;
循环流化床燃烧技术是一种比较成熟的洁净煤技术,具有煤种适应性广、燃烧效率高、高效炉内脱硫脱氮及负荷变化范围大等优点,在我国洁净煤发电领域处于优先地位。在目前煤炭市场紧张的形势下,一些燃煤电厂为降低成本、提升自身经济效益,不得不掺烧燃用偏离设计值较多的劣质煤,导致全厂热效率下降,煤耗增加,运行经济性下降。为了研究煤质发生变化时其对锅炉效率的影响,通过锅炉热平衡计算方法,建立多变量煤质特性变化的数学模型,研究煤质特性对锅炉各项热损失的综合影响,获得相应的定量关系。以某超临界循环流化床锅炉燃用不同煤种的燃烧试验为依据,验证了模型的准确性。并以此为基础,探讨了燃用燃料变更为一种矸石、煤泥和末原煤的混煤(BC煤)后锅炉效率的变化。结果表明:随着煤质特性变差,锅炉各项损失增加,变化幅度各不相同,锅炉效率降低。模型计算结果能够为电厂锅炉设计及劣质燃料(矸石、煤泥等)的掺烧提供一定的理论支撑。
2019年02期 v.35;No.163 23-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 542K] [下载次数：241 ] |[网刊下载次数：17 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：44 ] - 叶勇健;
改革开放以来,中国的发电产业经历了巨大变化。传统化石能源发电机组的容量和发电量获得巨大提高,非化石能源发电比例不断上升。预计到2030年我国燃煤机组装机占总容量的比例仍将可观,期间大量300MW亚临界燃煤机组将退役,现有机组将进行改造,使得燃煤机组的新增和改造市场空间仍然巨大。新一代燃煤发电技术将在效率、绿色、灵活性上接近燃气-蒸汽联合循环机组,在发电经济性上将继续保持对燃气-蒸汽联合循环机组的较大优势。为此,一些接近成熟的新技术可用于工程实施。比如:初参数达到650℃～700℃的先进超超临界发电技术以;具有占地面积小、系统简单、低水耗和高效率的超临界CO_2发电技术;在综合效率和CO_2排放方面媲美燃气-蒸汽联合循环发电的煤-生物质-天然气多燃料耦合发电技术;为适应大规模火电和风电等新能源发电特点的高效灵活性煤电技术等。通过对这些技术的主要方案、效率指标、碳排放强度、灵活性指标、投资及运行经济性进行定性和定量的分析,为我国至2030年的清洁高效燃煤发电的发展提供借鉴。
2019年02期 v.35;No.163 28-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1026K] [下载次数：473 ] |[网刊下载次数：18 ] |[引用频次：14 ] |[阅读次数：69 ] - 白杨;史航;赵勇纲;郭小元;徐会军;吴玉新;吕俊复;
新疆准东煤中碱及碱土金属元素含量高是造成燃用准东煤锅炉结渣、沾污问题的根本原因,硫酸盐与飞灰中的Fe_2O_3、Al_2O_3及烟气中的SO_3反应,形成复合硫酸盐,这些产物在500℃～800℃范围内呈熔融粘性物质性,以这层为黏结剂继续捕集飞灰粒子,继续形成黏结物,加剧了灰颗粒之间的粘连、团聚、凝并进而导致其具有极强的沾污和结渣特性。通过对其机理的分析,认为对灰的成分特性改变,改善煤灰硅铝比失调,调节煤灰的碱酸比能够提高灰熔点温度,缓减结渣及沾污程度。为此,选用某铝基固态粉末除焦剂,在某燃用准东煤350MW煤粉炉进行评价,在使用除焦剂前后分别对各典型温度区间受热面的结渣/沾污样品进行取样,并进行组分分析及元素分析。结果表明,使用除焦剂后可降低屏过区域的渣块硬度,其主要原因在于除焦剂添加后显著提高了Al和Si的含量,但受到除焦剂喷入量级喷入位置的影响,对其他受热面的预防沾污及结渣的效果并不显著,沾污样品成分改变不显著,表明除焦剂的改善范围主要集中在从喷入除焦剂至末级再热器前端的区域,因而对准东煤锅炉的结渣及沾污改善作用比较有限。
2019年02期 v.35;No.163 34-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 579K] [下载次数：301 ] |[网刊下载次数：19 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：33 ]
- 陶君;谷小兵;何忠励;赵士林;柳帅;卢锦程;胡鹏;明祥栋;黄亚继;段钰锋;
在1台0.3MW_(th)燃煤循环流化床锅炉尾部烟道配置有选择性催化还原脱硝(SCR)、活性炭喷射脱汞(ACI)、布袋除尘(FF)和湿法烟气脱硫(WFGD)装置的系统中,试验采用贵州高汞、高硫烟煤为入炉煤,探究了循环流化床燃煤过程中底渣、飞灰、脱硫浆液、脱硫石膏及烟气中痕量元素Mn、Zn、As、Ba、Pb的排放特性与富集规律。结果表明:五种痕量元素全流程的质量平衡率在71%～114%范围内,试验结果较为可靠;Mn、Zn、Ba易分布于底渣中,占痕量元素排放总量的37.74%～62.63%;As、Pb易分布于飞灰中,占比为58.13%～61.25%。As、Pb两种痕量元素在飞灰中的相对富集指数分别为1.03、1.01;Ba在底渣中的相对富集指数为1.20。尾部烟气中痕量元素的排放浓度依次为Ba>Mn>Pb>Zn>As,其排放浓度范围6.98μg/m~3～12.72μg/m~3。ACI、FF及WFGD装置对烟气中五种痕量元素的脱除效率分别为27.39%～66.38%、96.89%～99.47%及29.82%～76.35%,SCR+ACI+FF+WFGD对烟气痕量元素的总脱除效率为98.31%～99.67%。活性炭喷射(ACI)对烟气中气态痕量元素Mn、Zn、As、Ba、Pb具有协同脱除作用,布袋除尘器则通过对飞灰的高效捕集能够极大地减少烟气中颗粒态痕量元素的排放。
2019年02期 v.35;No.163 38-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1107K] [下载次数：97 ] |[网刊下载次数：4 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：52 ] - 胡宇峰;吴春华;柏源;邢德山;
燃煤电站机组现有的脱硝技术在低负荷运行条件下会对下游设备造成一定的影响,而低温催化脱硝技术可将脱硝反应器设置在除尘器出口烟气温度条件下,从而避免脱硝系统影响下游设备。研究了锰铈负载型活性焦催化剂在低温条件下的NO_x催化还原性能,并采用BET、SEM、XRD、EDS表征手段对SO_2影响催化活性的机理展开了进一步的研究,发现少量SO_2对锰铈负载型活性焦催化剂的催化活性有促进作用,但是长期高浓度的SO_2则会在催化剂表面生成硫酸氨或硫酸氢铵,阻塞催化剂表面的孔洞,导致催化活性的降低。通过水洗的方式可有效清楚催化剂表现生成的硫酸盐,恢复催化活性。为锰铈负载型活性焦催化剂在燃煤电站机组除尘器出口烟气温度条件下应用的工艺设计奠定了理论基础。
2019年02期 v.35;No.163 42-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1627K] [下载次数：164 ] |[网刊下载次数：13 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：79 ] - 周佳丽;马子然;王宝冬;马静;林德海;李歌;王红妍;张道军;贺振东;张国平;时宇星;樊苏生;
国家能源集团电力装机2.26亿kW,其中火电总装机1.75亿kW,占全国的15.8%。目前,1.35亿kW机组实现超低排放,脱硝催化剂总填装量约20万m~3,集团在我国电力污染物控制领域开拓创新,走在前列。随着2016年火电机组适应电网深度调峰的深入,传统商业SCR脱硝催化剂(温度窗口为300℃～450℃)已不能满足日益严格的环保排放要求。为实现燃煤电厂全负荷运行时NO_x排放达标,针对可在260℃～420℃范围内长时间运行的宽温脱硝催化剂进行研究。通过研究低温反应机理进行了催化剂配方设计,并通过组分优化和成型工艺调整,开发了可匹配传统脱硝催化剂的生产工艺,制备了一系列不同配方的3×3孔蜂窝脱硝催化剂,通过性能评价发现0.6-MoV/W-TiO_2具有合适的孔结构和表面酸性,表现出最好的宽温脱硝活性和较低的SO_2/SO_3氧化率。将该催化剂配方进行工业级放大,完成了多温区新型脱硝催化剂产品试制,成品率达100%,可实现中低温高效脱硝。该催化剂已在江油电厂32号机组侧线反应器完成2000h长周期低负荷中试运行,测试温度为260℃～300℃。在测试工况下,脱硝效率达到90%,SO_2/SO_3氧化率和氨逃逸符合国家标准,脱硝系统运行稳定,效果良好。
2019年02期 v.35;No.163 47-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 991K] [下载次数：283 ] |[网刊下载次数：20 ] |[引用频次：14 ] |[阅读次数：122 ] - 谷建功;孟春强;邢德山;刘奕宁;吴春华;樊腾飞;
炭基催化法烟气净化技术可一体化脱除烟气中SO_2、NO_x、二噁英、重金属、粉尘等污染物,在发电、冶金等行业具有广阔的应用前景。从防止炭基催化法烟气净化系统中有害气体泄漏及窜气现象发生的角度出发,针对系统的密封性能进行研究。分析了系统的核心设备脱硫脱硝塔和再生塔内有害气体的气体泄漏及窜气途径,发现脱硫脱硝塔内烟气的泄露点有炭基催化剂的入口和出口,并且烟气会从进气室经料面与塔内上部的顶端及边缘部分的空隙产生窜气,再生塔内气体的泄漏点有炭基催化剂的入口和出口。根据前述分析,将脱硫脱硝塔吸附层分列后各列的上部及下部料仓的底部均设置旋转阀,可起到锁气作用。设计脱硫脱硝塔下料溜管和溜槽的高度均大于吸附层厚度,利用料封作用防止原烟气流向上部或下部料仓。在脱硫脱硝塔吸附层各列顶部过渡段的四棱锥体下部设置一定高度的台肩,且锥体的底角大于炭基催化剂的安息角,物料形成的密封层阻止烟气沿顶部空隙窜气。在再生塔体顶部和底部均通入氮气,可阻止再生气体泄露,在再生塔的出、入料口分别设置双层旋转阀,且双层旋转阀中部通入密封氮气,防止顶部和底部通入的氮气及再生气体泄露。通过上述设计改进了脱硫脱硝塔和再生塔的结构形式,优化了系统的辅助设备配置,有效地提升了系统的密封性能,保障了系统的高效、安全与清洁运行。
2019年02期 v.35;No.163 53-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 908K] [下载次数：93 ] |[网刊下载次数：12 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：49 ]