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粉煤循环流化床燃烧技术 被引量：6
1
作者 吕俊复 尚曼霞 +7 位作者 柯希玮 周托 黄中 张海 张缦 张扬 吴玉新 岳光溪 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期430-437,共8页
双碳背景下,作为燃煤发电的重要组成部分,循环流化床(CFB)燃烧技术实现了劣质燃料的高效清洁利用,也是未来参与电网深度调峰的主力。然而,CFB锅炉在负荷调节速率、深度低负荷及低负荷下的NOx排放控制、受热面磨损等方面还有较大改善空... 双碳背景下,作为燃煤发电的重要组成部分,循环流化床(CFB)燃烧技术实现了劣质燃料的高效清洁利用,也是未来参与电网深度调峰的主力。然而,CFB锅炉在负荷调节速率、深度低负荷及低负荷下的NOx排放控制、受热面磨损等方面还有较大改善空间。为此,提出了粉煤循环流化床(Powdered Coal-Circulating Fluidized Bed,PC-CFB)燃烧技术,将燃料粒度由传统的0~10 mm宽筛分分布缩减为0~1 mm的窄筛分分布,在低床存量下实现足够高的循环流率,通过流态调控化学反应,强化低氮燃烧需要的还原性气氛,并为延长细颗粒石灰石在炉内的停留时间提供了保证,同时改善锅炉燃烧性能。更为重要的是,由于燃料粒度降低,化学反应速度即热量释放变化速率得以提高;辅助以循环干预措施,可提高传热率的变化速度,二者综合可以改善负荷变化率。燃料粒度的变化必然导致床料粒度降低,显著改善了深度低负荷能力以及低负荷下的NOx排放炉内控制能力。该思想得到模型验证:当燃料粒度由常规缩减到0~1 mm时,床料粒度大幅降低,稀相区物料悬浮浓度提高,循环流率提高了约27%;炉内还原性气氛得到增强,NOx原始排放浓度降低约35%;循环系统性能的改善可延长细颗粒石灰石在炉内的停留时间,提高脱硫反应效率,在钙硫比、NOx排放相同条件下,降低了SO2原始排放浓度;同时,燃烧效率显著改善,底渣含碳量降低89%、固体不完全燃烧热损失降低52%,表明PC-CFB燃烧技术在增强CFB锅炉运行灵活性、强化低氮燃烧、提升燃烧性能等方面更具优势。 展开更多
关键词 粉煤 循环流化床 燃料粒度 运行灵活性 排放控制 燃烧性能
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粉煤循环流化床锅炉0~1 mm制粉系统开发与热力计算方法
2
作者 尚曼霞 姚禹歌 +2 位作者 柯希玮 周托 黄中 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1560-1566,共7页
为实现粉煤循环流化床(powdered coal-circulating fluidized bed,PC-CFB)的0~1 mm给煤,借鉴传统煤粉锅炉制粉系统的设计及计算经验,开发PC-CFB锅炉0~1 mm制粉系统,其特征为采用中速磨煤机制备粉煤,利用气固分配器分离制粉乏气与粉煤的... 为实现粉煤循环流化床(powdered coal-circulating fluidized bed,PC-CFB)的0~1 mm给煤,借鉴传统煤粉锅炉制粉系统的设计及计算经验,开发PC-CFB锅炉0~1 mm制粉系统,其特征为采用中速磨煤机制备粉煤,利用气固分配器分离制粉乏气与粉煤的混合物,并设置备用系统以保证系统发生故障时的正常燃料供应。提出0~1 mm制粉系统的热力计算模型,确定磨煤机通风量、干燥剂配比以及干燥剂温度等关键技术指标,预测制粉系统干燥出力,并分析PC-CFB锅炉0~1 mm制粉系统的性能变化规律。研究结果表明:保持磨煤机出力、热风温度不变,在系统允许的范围内降低磨煤机出口温度,有利于降低干燥剂量,提升干燥出力;磨煤机出口温度每降低1℃,制粉系统所需的干燥剂量减少约523 m3/h,干燥出力增加约0.4 t/h。 展开更多
关键词 粉煤循环流化床 0~1 mm粉煤 制粉系统 热力计算
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高水分工业固废资源化燃烧处置利用技术研究进展 被引量：2
3
作者 郑欣昱 尚曼霞 +3 位作者 柯希玮 王随林 张缦 黄中 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期530-540,共11页
高温燃烧是工业废弃物常见的一种处置方式,具有清洁高效、经济环保等优点。综述了高水分工业固废资源化燃烧处置技术的最新研究进展,介绍了典型高水分工业固废的特点及燃烧特性,分析对比了处置流程、预处理方式、焚烧方式、处置效果等... 高温燃烧是工业废弃物常见的一种处置方式,具有清洁高效、经济环保等优点。综述了高水分工业固废资源化燃烧处置技术的最新研究进展,介绍了典型高水分工业固废的特点及燃烧特性,分析对比了处置流程、预处理方式、焚烧方式、处置效果等。研究表明,掺烧利用是处理高水分工业固废的有效手段,并对比掺烧前后及不同比例掺烧对锅炉运行的影响。高水分工业固废中,污泥宜采用间接干化+循环流化床锅炉掺烧方式,煤泥宜采用直接泵送掺烧方式,对于底泥等特殊燃料,应进一步加强研究。 展开更多
关键词 循环流化床锅炉 燃烧 污泥 预处理 煤泥 干化
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燃煤锅炉氧化亚氮排放现状与研究分析 被引量：2
4
作者 郑欣昱 尚曼霞 +4 位作者 苗苗 笪耀东 常勇强 王随林 黄中 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期21-28,共8页
为加快实现“碳达峰”和“碳中和”目标,国家、地方及行业陆续出台了一系列关于温室气体控制的法律、法规及制度文件。氧化亚氮(N_(2)O)作为一种具有较强温室效应的气体,引起越来越多研究者的重视。总结了国内外N_(2)O研究现状,对比了... 为加快实现“碳达峰”和“碳中和”目标,国家、地方及行业陆续出台了一系列关于温室气体控制的法律、法规及制度文件。氧化亚氮(N_(2)O)作为一种具有较强温室效应的气体,引起越来越多研究者的重视。总结了国内外N_(2)O研究现状,对比了典型燃煤锅炉N_(2)O排放情况,分析了燃烧过程中N_(2)O的生成机理、影响因素、抑制方法及脱除手段,探讨了燃煤锅炉的N_(2)O减排策略,指出在加强燃煤锅炉N_(2)O相关标准的制订、新技术研发及示范应用工作的同时,还需要对N_(2)O的影响因素如加压富氧条件、煤质自身含水率等加深研究,进一步完善抑制与脱除办法。 展开更多
关键词 燃煤锅炉 氧化亚氮 温室气体 标准 排放现状
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基于PC-CFB的磨煤机分离器产品细度数值模拟 被引量：1
5
作者 尚曼霞 姚禹歌 +2 位作者 柯希玮 周托 黄中 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期4531-4538,共8页
为提高磨煤机产品细度、满足粉煤循环流化床(powdered coal-circulating fluidized bed,PC-CFB)对入炉煤粒度的要求,应用稠密离散相模型(dense discrete phase model,DDPM)和颗粒流动力学理论(kinetic theory of granular flow,KTGF)的... 为提高磨煤机产品细度、满足粉煤循环流化床(powdered coal-circulating fluidized bed,PC-CFB)对入炉煤粒度的要求,应用稠密离散相模型(dense discrete phase model,DDPM)和颗粒流动力学理论(kinetic theory of granular flow,KTGF)的四向耦合方法,对ZGM80型磨煤机分离器内部的气固流动进行计算。首先,通过计算流场获得分离器内部的速度矢量分布;然后,加入颗粒,研究颗粒在分离器内部的运动行为以及时空分布;最后,对不同通风量下分离器的溢流产率进行计算,获得拆除挡板后分离器的通风特性关系式。研究结果表明:拆除分离器挡板,气体进入分离器内锥体后产生的旋转流动被削弱,切向速度较小,低于8 m/s;颗粒在分离器内粒度分层现象明显,细颗粒上升速度明显比粗颗粒的大。当t=0.6 s时,返料出口开始有颗粒排出;t=5.0 s时,产品与返料2个出口的颗粒质量流率均达到稳定状态,且产品出口粒度分布满足PC-CFB技术的要求。 展开更多
关键词 粉煤循环流化床 磨煤机分离器 细度 DDPM 通风特性
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火电机组灵活供热技术比较及运行特性分析 被引量：5
6
作者 刘丁赫 马聪 +3 位作者 王勇 周托 孙瑞彬 尚曼霞 《电站系统工程》 2021年第3期1-4,6,共5页
阐述了几种火电机组实现灵活供热的技术方案,比较与分析了背压改造、高低压缸旁路改造、增加电极锅炉以及集成热泵提升热电解耦能力的技术特点。通过模型计算了纯凝和背压机组改造后,机组的供电/供热能力、热电解耦范围以及能量利用系数... 阐述了几种火电机组实现灵活供热的技术方案,比较与分析了背压改造、高低压缸旁路改造、增加电极锅炉以及集成热泵提升热电解耦能力的技术特点。通过模型计算了纯凝和背压机组改造后,机组的供电/供热能力、热电解耦范围以及能量利用系数等,主要结论如下:机组采用高低压旁路改造的投资小,但是热电解耦的负荷范围低于35%,且热经济性不佳,适用于对热电解耦能力要求不大的供热系统;机组通过增加电极锅炉和集成热泵改造后,理论上热电解耦负荷范围可以达到100%,但电极锅炉属于能量的高品低用,热经济性最差;集成热泵供热的热经济性最好,其能量利用系数最高可达到1.47,但其设备投资较高,占地面积较大,不适用于蒸汽供热。 展开更多
关键词 火电机组 热电解耦 电厂调峰 热经济性 能量利用系数
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350 MW超临界循环流化床机组灵活性改造研究
7
作者 李寿军 尚曼霞 +2 位作者 杨学宝 和春 黄中 《节能》 2023年第12期42-45,共4页
为了挖掘火电机组深度调峰能力,全面提升电力系统调峰及新能源消纳能力,努力实现“双碳”目标,火电机组灵活性改造工作势在必行。以350 MW超临界循环流化床锅炉为研究对象,针对其在深度调峰过程中存在的水动力不足、受热面超温以及NO_(x... 为了挖掘火电机组深度调峰能力,全面提升电力系统调峰及新能源消纳能力,努力实现“双碳”目标,火电机组灵活性改造工作势在必行。以350 MW超临界循环流化床锅炉为研究对象,针对其在深度调峰过程中存在的水动力不足、受热面超温以及NO_(x)排放超标等问题,结合实际生产经验,提出了汽水系统炉水循环泵(BCP)改造方案及烟气再循环耦合高穿透型二次风选择性非催化还原(SNCR)脱硝技术。结果显示:通过BCP系统改造、烟气再循环改造可以实现机组20%额定负荷下的稳定运行,经济效益较好。 展开更多
关键词 深度调峰 灵活性改造 炉水循环泵系统 烟气再循环
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石灰石对循环流化床燃烧NO_(x)排放影响及粒度优化研究
8
作者 尚曼霞 李怡然 +5 位作者 蒋苓 李东方 黄中 张缦 吕俊复 柯希玮 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期2033-2041,共9页
污染物排放标准日趋严格的背景下,如何解耦循环流化床(circulating fluidized bed, CFB)燃烧炉内石灰石高效脱硫与低NO_(x)排放之间的矛盾,是研究热点之一。该文利用一维两相混合CFB燃烧整体数学模型,对某550 MWe超超临界CFB锅炉燃烧和... 污染物排放标准日趋严格的背景下,如何解耦循环流化床(circulating fluidized bed, CFB)燃烧炉内石灰石高效脱硫与低NO_(x)排放之间的矛盾,是研究热点之一。该文利用一维两相混合CFB燃烧整体数学模型,对某550 MWe超超临界CFB锅炉燃烧和污染物排放情况进行了预测,计算值与现场实测值吻合良好。模拟结果表明,由于CaO对各含氮反应的显著催化作用,投放石灰石脱硫会直接或间接影响NO_(x)的生成及还原过程,导致NOx原始排放升高。但在相同钙硫比下,采用脱硫反应活性更高的细颗粒石灰石,其表面快速包覆的惰性产物层可以降低炉内总CaO有效反应面积,进而直接影响相关催化反应总体速率,既能有效提高炉内脱硫效率,又能缓解石灰石对NOx减排的负面作用。 展开更多
关键词 循环流化床燃烧 石灰石粒度 炉内脱硫 NO_(x)排放 数学模型
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循环流化床锅炉的流态重构及其在560 t/h中的应用 被引量：1
9
作者 陈书洁 尚曼霞 +2 位作者 张缦 杨海瑞 吕俊复 《锅炉技术》 北大核心 2021年第4期25-29,共5页
降低厂用电是提高循环流化床(CFB)锅炉性能的重要方面。分析了降低无效床料存量、提高有效床料存量、维持上部快速床的流态重构的物理基础,揭示了流态重构的本质是改变床存量的颗粒粒径分布,进一步明确了流态重构不是通过排渣,而是通过... 降低厂用电是提高循环流化床(CFB)锅炉性能的重要方面。分析了降低无效床料存量、提高有效床料存量、维持上部快速床的流态重构的物理基础,揭示了流态重构的本质是改变床存量的颗粒粒径分布,进一步明确了流态重构不是通过排渣,而是通过提高分离器效率、循环量及床质量来实现。在75~220 t/h CFB锅炉验证的基础上,开发了560 t/h流态重构CFB锅炉,根据流态重构的要求,进行部件设计。2年的运行实践表明:锅炉运行稳定,流化质量很好,物料循环系统性能优异,实现了流态重构,送风机电耗显著减少;主要参数与设计值吻合,热效率超过92%,NO_(x)原始排放低于50 mg/m^(3)。 展开更多
关键词 循环流化床 流态 重构 560 t/h 节电
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制粉系统气固分配器气固两相的数值模拟
10
作者 尚曼霞 姚禹歌 +2 位作者 张缦 黄中 杨海瑞 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期17-24,共8页
制粉系统中制粉乏气与煤粉的混合物分离由气固分配器来完成,气固分配器上、下出口的气固分配特性对锅炉的安全运行及污染物控制有很大影响。本研究使用计算流体动力学(CFD)软件对气固分配器内的气固流动进行了数值模拟,计算采用了稠密... 制粉系统中制粉乏气与煤粉的混合物分离由气固分配器来完成,气固分配器上、下出口的气固分配特性对锅炉的安全运行及污染物控制有很大影响。本研究使用计算流体动力学(CFD)软件对气固分配器内的气固流动进行了数值模拟,计算采用了稠密离散相模型(DDPM)和颗粒流动力学理论(KTGF)的四向耦合方法,并预测了制粉乏气和燃料颗粒在上、下出口处的质量分布。结果表明:入口气体流速v_(in)和颗粒直径D_(p)对气固分配器的气固分配特性均有重要影响。提高入口气体流速v_(in)和增大颗粒直径D_(p),既有利于提高气固分配器的分离效率,又有利于降低气固分配器上出口乏气含粉量:在保持其他参数不变时,v_(in)由10 m/s提高到20 m/s,分离效率提高了23.7%,乏气含粉量降低了73.3%,D_(p)由10μm增大到25μm,分离效率提高了45.6%,乏气含粉量降低了98.9%;均有利于锅炉的安全运行及污染物控制。 展开更多
关键词 气固分配器 制粉系统 数值模拟 DDPM 质量分布
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