O2-H2O和O2-CO2富氧燃燒方式下燃煤電站的模擬比較分析.pdf

1、O2/H2O富氧燃燒被認為是下一代新型的富氧燃燒技術，在這種燃燒方式下，煤粉在純氧和水蒸氣氣氛下燃燒，燃燒產(chǎn)生的煙氣中主要含有水蒸氣和 CO2，通過簡單的冷凝就能得到富含高濃度 CO2的煙氣。不同于O2/CO2富氧燃燒，O2/H2O富氧燃燒系統(tǒng)通過回收煙氣冷凝水來調節(jié)爐膛溫度，避免了煙氣循環(huán)造成雜質氣體的富集，并降低了鍋爐系統(tǒng)的耦合性。但是為證明此新型富氧燃燒技術的應用前景，需要對新型O2/H2O富氧燃燒與傳統(tǒng)的O2/CO2富氧燃燒進行

2、初步比較，通過效率分析和(火用)分析對其經(jīng)濟型和系統(tǒng)差異做出評價。
　　本文選取國內一600MW燃煤電站作為比較的基礎，使用Aspen Plus對此燃煤電站系統(tǒng)進行O2/H2O富氧燃燒和O2/CO2富氧燃燒改造。由于目前國內外缺乏這兩種富氧燃燒方式比較的相關研究，本文參考 Rodewald等人在對傳統(tǒng) O2/CO2富氧燃燒與傳統(tǒng)空氣燃燒電站系統(tǒng)進行比較時所采用的方法，在建立這兩種富氧燃燒方式下的電站系統(tǒng)模型時采用相同的邊界條件，即

3、相同的耗煤量、耗氧量、相同的絕熱火焰溫度。在建立模型過程中，由于傳統(tǒng)空氣燃煤電站系統(tǒng)不參與比較，不再單獨建立此系統(tǒng)；由于目前有關O2/CO2富氧燃燒技術的研究較為成熟，故采用其經(jīng)典研究成果優(yōu)先建立此富氧燃燒方式下的系統(tǒng)模型；參照O2/CO2富氧燃燒系統(tǒng)模型計算得到的絕熱火焰溫度，確定O2/H2O富氧燃燒方式下注入爐膛水蒸氣量。在兩種富氧燃燒系統(tǒng)模型建立后，對這兩系統(tǒng)模型之間的差異進行詳細的(火用)分析，并根據(jù)(火用)分析結果對O2/H2

4、O富氧燃燒系統(tǒng)模型提出可能的優(yōu)化方法。
　　模擬結果表明，相同邊界條件下O2/H2O富氧燃燒系統(tǒng)中主蒸汽和再熱蒸汽量相比 O2/CO2富氧燃燒系統(tǒng)降低了0.84％。效率分析和(火用)分析發(fā)現(xiàn)，相同邊界條件下O2/H2O富氧燃燒系統(tǒng)的熱效率和(火用)效率比O2/CO2富氧燃燒方式分別下降了0.16%和0.153%，O2/H2O富氧燃燒爐膛中顯著增加的(火用)損失是系統(tǒng)效率下降的直接原因。優(yōu)化分析主要針對O2/H2O富氧燃燒方式中(火