大型電站鍋爐摻燒印尼煤的研究與應(yīng)用.pdf

1、我國電力生產(chǎn)以燃煤發(fā)電為主，由于煤炭資源分布不均勻，市場供應(yīng)緊張，交通運輸能力不足，造成燃煤電站鍋爐很難穩(wěn)定地燃用設(shè)計煤種。煤種多變、且偏離設(shè)計煤種給鍋爐的安全運行帶來許多問題：如燃燒效率低、爐膛結(jié)渣、污染物排放超標(biāo)等。目前，很多燃煤電廠通過混煤燃燒來解決這些問題，為了實現(xiàn)混煤的安全、高效、低污染燃燒，必須在充分掌握混煤燃燒特性的基礎(chǔ)上，采用適當(dāng)?shù)娜紵绞讲?yōu)化運行工況。本文采用理論研究，數(shù)值模擬和現(xiàn)場試驗相結(jié)合的研究方法，從混煤燃燒特

2、性、混煤的微觀結(jié)構(gòu)特性、混煤污染物排放特性、電站鍋爐的數(shù)值模擬和燃燒優(yōu)化試驗這五個方面，開展混煤燃燒的相關(guān)工作。
　　 本文利用熱天平研究了印尼煤和優(yōu)混煤及其混煤的著火特性和燃盡特性，結(jié)果表明：印尼煤較優(yōu)混煤易著火和燃盡，通過摻燒可以改善混煤的著火，但不能改善優(yōu)混煤的燃盡。為進(jìn)一步探討礦物成分對燃燒特性的影響，利用XRD 確定煤中所含礦物成分的主要形態(tài)，通過均勻設(shè)計法分析主要礦物成分對燃燒特性的影響，發(fā)現(xiàn)礦物間的相互作用影響煤粉

3、的燃燒特性，并且不同質(zhì)量比的mSiO2/mFeS2和mSiO2/mFe2O3分別對印尼脫灰煤和優(yōu)混脫灰煤燃燒特性的影響不同，還發(fā)現(xiàn)煤質(zhì)本身是影響混煤燃燒特性最重要的因素。
　　 利用水平管式爐制備煤焦，采用熱天平、氮氣吸附方法和拉曼光譜方法對混煤煤焦反應(yīng)特性、微觀結(jié)構(gòu)孔隙特性和微觀晶體特性進(jìn)行研究，分析了熱解溫度對煤焦的燃燒特性和微觀結(jié)構(gòu)特性的影響。主要研究了比表面積對煤焦著火特性，分形維數(shù)對煤焦燃盡性，以及微觀晶體結(jié)構(gòu)對煤焦活

4、性的影響，結(jié)果表明：比表面積越大，煤焦越容易著火；分形維數(shù)越大，煤焦越容易燃盡；煤焦的有序化程度越高，煤焦活性越差。這些發(fā)現(xiàn)揭示了混煤燃燒特性之所以偏離組分煤燃燒特性的內(nèi)在原因。
　　 利用煙氣分析儀研究混煤在不同燃燒氣氛下的NO和SO2析出特性，結(jié)果表明：
　　 O2濃度增加導(dǎo)致SO2和NO的析出峰向低溫區(qū)前移，高濃度的O2有利于SO2的析出，但O2濃度對NO的析出有雙重作用；高濃度的CO2有利于SO2和NO的還原，S

5、O2和NO的析出特性還受組分煤種間的相互作用影響，隨著混煤中印尼煤含量的增加，SO2和NO 析出時間提前，組分煤種間的相互作用使得混煤的NO 析出量低于組分煤種NO 析出量的線性計算值。
　　 本文以一臺660MW 四角切圓鍋爐作為研究對象，開展了混煤燃燒的數(shù)值模擬研究。模擬了不同的配風(fēng)方式、負(fù)荷、燃盡風(fēng)量和混煤摻燒方式對鍋爐燃燒和污染物析出的影響，結(jié)果表明：均勻配風(fēng)和混煤摻燒方式有利于鍋爐燃燒和控制污染物析出；投運最下層一次風(fēng)

6、不利于煤粉的燃盡；提高燃盡風(fēng)量可以降低NO 析出量。通過模擬，確立了合理的運行方式，為電廠運行人員的優(yōu)化運行提供了參考。
　　 最后，本文對一臺660MW 四角切圓鍋爐進(jìn)行燃燒優(yōu)化試驗。分析了鍋爐結(jié)渣的原因，并提出了解決方案；考察了不同氧濃度和運行方式對NO 析出特性的影響，發(fā)現(xiàn)最上層二次風(fēng)對NO 析出特性影響大；綜合考慮氧濃度對燃燒效率、污染物排放、供電煤耗和飛灰含碳量等的影響，建立了機(jī)組的相對經(jīng)濟(jì)性分析模型，為機(jī)組的高效、安