感应加热煤粉多级无油点火的试验研究和数值模拟

感应加热煤粉多级无油点火的试验研究和数值模拟

石伟[1]2003年在《感应加热煤粉多级无油点火的试验研究和数值模拟》文中指出为降低电站锅炉点火成本和低负荷运行费用、解决电站锅炉点火用油和低负荷助燃用油居高不下的问题,在分析研究煤的着火机理、着火判据、加热方式和煤粉的点燃理论的基础上,本文将热壁面点火、感应加热、多级点火等过程有机地结合起来,进行了感应加热煤粉多级无油点火的试验研究。围绕该技术,本文开展了一系列详尽的探索性研究。 本文对交变磁场中热电偶测温的问题进行了试验研究,获得了热电偶所处位置、积分时间、环境温度、供电方式、加热功率和热电偶的封装方式等因素对测量结果的影响规律;并提出了减小交变磁场影响的措施,为在即将进行的试验研究中获得可靠的数据奠定了基础。 本文对直流进粉方式和旋流进粉方式的感应加热单级无油点火进行了大量的试验研究,并进行了相互对比。试验结果证实煤粉气流在感应加热点火室内的着火过程分为叁个阶段,揭示了煤粉入口速度、煤粉浓度、点火室壁面温度对煤粉气流着火的影响规律。本文通过研究过量空气系数对炉内火焰的影响规律,指出在煤粉无油点火初期不宜补充大量二次风。 本文首次进行了煤粉多级无油点火同时投粉的试验研究,证实在感应加热方式下的多级无油点火中,两级同时投粉是完全可行的;煤粉多级无油点火的试验研究中发现,第二级煤粉气流的着火状况,直接决定于第一级出口煤粉火焰的温度水平,同时,第一级出口烟气中可燃气体含量也对第二级煤粉气流的着火存在积极的影响;通过对感应加热多级无油点火进行了一系列详尽的试验研究,获得了两级风粉参数、一级点火室壁面温度、环形夹心二次风等因素对煤粉多级点火的影响规律,取得了一些创新性的研究成果。 本文通过建立数学模型,对感应加热煤粉多级无油点火进行数值模拟,研究了一级煤粉煤粉在点火室内的着火过程和二级点燃过程、煤粉粒径分布对煤粉多级无油点火的影响,研究了一级点火室壁面温度、一级煤粉气流和二级煤粉气流的风粉参数在煤粉多级无油点火过程中的影响规律;根据二级点燃段的流场和温度场分布,研究了环形夹心风推迟二级煤粉着火的机理。数值模拟方法的建立,为感应加热煤粉无油点火的研究开拓了研究思路,提高了研究进度,降低了研究成本。 在理论研究的基础上,本文进行了电站锅炉感应加热煤粉无油点火燃烧器的现场试验研究,在电站锅炉中成功地点燃了煤粉气流,为该技术的正式工业应用积累了现场经验。 最后,本文对感应加热煤粉无油点火中存在的结焦问题和低挥发份煤种的点燃问题进行分析和讨论,为今后的研究积累了经验、开拓了思路。

张孝勇[2]2007年在《等离子燃烧器点火特性的试验研究与数值模拟》文中研究表明电站锅炉启动和低负荷稳燃过程中,需要消耗大量的燃料油。采用等离子点火技术是降低电站锅炉点火成本和低负荷运行费用、解决电站锅炉点火用油和低负荷助燃用油的有效手段。等离子燃烧器是等离子点火系统主要设备之一,其结构特点、点火特性直接关系到该技术的应用。本文对等离子燃烧器的点火特性进行了系统的研究。首先介绍了等离子体基本特性、煤粉空气混合物在等离子体中的热解特性及其影响因素、等离子体对煤粉的促燃效果等。在此基础上,对DLZ-200型等离子发生器可以直接点燃的煤粉质量进行了估算。对DLZ-200型等离子发生器产生的等离子体温度场特性进行了研究,计算了电弧等离子体的温度,并建立相应的试验台进行试验验证,从而为确定等离子燃烧器一级燃烧筒筒径尺度提供了依据。在建立等离子燃烧器热态点火试验台的基础上,研究了等离子燃烧器一级燃烧筒点火特性,得到了煤粉特性、一次风速度、煤粉浓度、等离子发生器功率、一级燃烧筒直径、一级燃烧筒长度对等离子点火的影响规律。本文还对多级点火等离子燃烧器煤粉气流的着火过程进行了研究,得出煤粉种类、一次风速度、煤粉浓度、燃烧器入口弯头内的煤粉浓缩板结构、各级燃烧筒结构尺寸(直径和长度)、燃烧筒内浓缩块对等离子点火的影响规律。结合试验进行了等离子燃烧器一级燃烧筒和多级燃烧筒点火特性数值模拟研究,以FLUENT软件为基础,以热态试验数据为参考值,修正焦炭燃烧活化能等参数,建立等离子燃烧筒热态点火数学模型,获取等离子燃烧器内部点火过程的主要特性参数,为等离子燃烧器的设计提供参考。在试验研究与数值模拟的基础上,优化了等离子燃烧器一级燃烧筒的结构,得到了多级点火等离子燃烧器各级煤粉量分配的基本规律,为等离子燃烧器多级燃烧筒设计提供了参考。

白云峰[3]2008年在《等离子点火技术在灵武电厂600MW机组上的应用研究》文中认为随着世界性的能源紧张,原油价格不断上涨,节约用油已经成为紧迫和长期的任务。从我国石油供需情况看,工业用油约占石油消费量的一半,其中燃料油占工业用油的35%左右。因此,解决好发电企业燃料油的节约和替代是缓解我国石油短缺的有效途径之一。近年来,火力发电厂中的节油工作越来越受到重视,少油和无油点火技术在燃煤锅炉上陆续应用。本文对比了目前正在研究和使用的少油点火、无油点火技术,对它们的特点和应用情况进行分析,其中等离子点火节油效果明显、适应性强,获得广泛的应用,通过几年的电厂实际应用已经成熟。本文报告了等离子点火技术在灵武发电厂600MW燃煤机组的应用研究工作,主要包括:1)分析了等离子点火系统的工作原理、技术性能、系统构成、控制系统;2)根据灵武发电厂600MW机组炉型、燃烧方式、制送粉系统形式及煤种特点,制定了出该机组等离子点火的技术方案;3)等离子点火技术在灵武发电厂600MW燃煤机组的应用情况,包括:系统及主要设备技术规范;等离子点火系统的系统构成;离子点火系统的安装、调试。通过调试获得系统各项参数,确定启动过程的锅炉燃料量及需要的一次风温度;4)灵武发电厂600MW燃煤机组应用等离子点火取得的经济效益;5)灵武发电厂600MW燃煤机组等离子点火技术存在的问题及建议。

钱志远[4]2009年在《电站锅炉等离子燃烧器点火特性的数值模拟》文中研究表明等离子点火技术是一种先进燃烧技术,具有广阔的应用前景。目前我国电站燃煤锅炉在启动及低负荷稳燃时耗费大量燃油,这就使得研究等离子点火技术具有十分重要的现实意义。本文应用数值模拟方法,首先对用于等离子点火燃烧器煤粉浓缩环的高度和浓缩环与一次筒之间的距离进行了优化,通过模拟得出两者之间的优化曲线;其次对传统等离子点火燃烧器的结构进行了改造,解决了其贫煤点燃困难和改造之后阻力变大的问题。最后对等离子无油点火燃烧器的多种运行工况进行了数值模拟研究。分析了煤粉浓度、一次风速度、煤粉细度等主要因素对煤粉气流着火的影响,并给出了以上影响因素的合理参数值。研究结果将为燃烧器运行参数的优化及锅炉启动提供参考和依据。

伦季才[5]2017年在《超临界直流贫煤锅炉节油启动方式改进研究》文中认为燃煤锅炉启动过程中需要消耗大量的燃油,为了实现锅炉启动经济节能的目的,出现了多种节能启动方式,其中纯氧点火技术是将微油点火技术与氧气助燃技术相结合的新型节能技术,它能够大量减少锅炉在冷态启动和低负荷稳燃时的用油量。本文针对A厂670MW机组纯氧微油点火改造、锅炉循环加热节能启动方式及工程作业管理方式进行了研究分析,主要工作和取得的成果如下:(1)分析总结了超临界贫煤锅炉启动节能技术的原理及特点,研究了微油纯氧点火及超临界直流锅炉循环加热原理及技术路线;(2)针对670MW机组超临界直流贫煤锅炉在原设计中油枪用油量大、启动中投煤时机晚的特点,制订了将微油点火技术与纯氧助燃技术相结合的新型综合节能技术方案。对贫煤锅炉点火过程中遇到的实际问题,完成了微油纯氧点火改造方案设计并实施。同时针对改造实施中出现的问题,如淡粉喷燃器点燃困难等,进一步提出了完善措施;(3)创新性地提出了利用超临界直流锅炉启动疏水系统与除氧器组成的循环回路,在锅炉上水冲洗完毕后,循环加热以提高炉管初温度的节能技术;(4)实现了A厂670MW机组纯氧点火技术与炉管循环加热工程的综合应用,对直流贫煤锅炉节能启动改造后的运行案例,从技术创新、经济效益和规范管理等方面对节能启动改造进行了分析和评价。论文成果对于国内其它超临界贫煤直流火电厂的锅炉启动节能提供了参考和技术借鉴,有积极意义。

肖楠[6]2011年在《煤粉粒径对着火的影响及粗细煤粉分级在少油点火中的作用研究》文中研究指明我国正面临日趋严重的石油短缺问题,每年消耗的石油资源中,用于火电厂锅炉点火和稳燃的燃油量巨大,降低燃煤发电油耗成为节油的关键。在燃用贫煤、无烟煤等难点燃煤种的锅炉点火过程中,传统油枪需要消耗大量燃油。而目前无油或少油点火技术还不能满足低挥发分煤粉直接点燃的需要。因此,在这方面还有待新的技术研发。本文首先介绍了当前国内外所广泛使用的几种无油和少油点火技术,但是这些技术在点燃上述煤种时不能起到较好的效果,因此提出了粗细分级少油点火燃烧技术。粗细分级少油点火燃烧技术认为,由于细小颗粒的煤粉易于着火,在煤粉少油点火燃烧中,将煤粉进行粗细分离后进入少油点火燃烧器,小油枪的火焰先将细粉点燃,点燃后的细粉与油火焰一起再将粗粉点燃,以适应小油枪对低挥发分煤种的直接点火。本文在着火炉试验台架上进行的不同贫煤和无烟煤粗细煤粉着火试验,是粗细分级少油点火燃烧技术与装置开发的基础。在介绍了煤粉着火的判据、影响因素和着火温度试验方法后,在搭建的着火炉试验台架上进行了贫煤和无烟煤粗细煤粉的着火温度和着火阶段燃烧污染物的测量,并对试验结果进行分析。着火温度试验表明,煤粉进行粗细分离,先点燃细煤粉,可以降低贫煤、无烟煤等煤种的点火难度,同时空气量的减少也有助于降低着火温度。污染物试验表明,进行粗细分离对煤粉的NO_x生成基本没有产生影响,而细粉的SO_2生成量小于原煤粉,而粗粉的SO_2生成量大于原煤粉。本文最后提出了煤粉粗细分离器和小油枪试验台架的初步设计方案以及进行下一步试验需要完善的工作。

范晓明[7]2015年在《纯氧点火系统的数值模拟和工程应用研究》文中研究表明纯氧点火技术是将微油点火技术与氧气助燃技术相结合的新型节能技术,它能够大量减少锅炉在冷态启动和低负荷稳燃时的用油量。本文采用FLUENT数值模拟和工程应用相结合的方法对A厂670MW机组的纯氧点火改造进行了研究,所做的主要工作和取得的成果如下:(1)用数值计算的方法,研究了燃烧器中心筒加氧方案,分析了速度场分布和浓度场分布,总结出了氧气喷嘴的最佳设计方案;(2)用数值计算的方法,研究了水冷壁加氧方案,分析了浓度场分布,总结出了氧气喷嘴的最佳安装角度和最佳氧气流量;(3)用数值计算的方法,研究了纯氧点火燃烧器的着火情况,分析了温度场分布、挥发分析出分布、焦碳燃烬量分布,得出了煤粉气流稳定着火的最佳参数;(4)用工程应用和实验测量的方法,研究了670MW机组纯氧点火改造的实际效果,测量了点火过程中燃烧器出口处的火焰温度、尾部烟气中的油污含量和飞灰含碳量。论文成果对于国内其它火电厂的纯氧点火改造项目执行提供了参考和技术借鉴,有积极意义。

参考文献:

[1]. 感应加热煤粉多级无油点火的试验研究和数值模拟[D]. 石伟. 浙江大学. 2003

[2]. 等离子燃烧器点火特性的试验研究与数值模拟[D]. 张孝勇. 华北电力大学(北京). 2007

[3]. 等离子点火技术在灵武电厂600MW机组上的应用研究[D]. 白云峰. 重庆大学. 2008

[4]. 电站锅炉等离子燃烧器点火特性的数值模拟[D]. 钱志远. 华北电力大学(北京). 2009

[5]. 超临界直流贫煤锅炉节油启动方式改进研究[D]. 伦季才. 华北电力大学. 2017

[6]. 煤粉粒径对着火的影响及粗细煤粉分级在少油点火中的作用研究[D]. 肖楠. 华中科技大学. 2011

[7]. 纯氧点火系统的数值模拟和工程应用研究[D]. 范晓明. 华北电力大学. 2015

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