煤粉工业锅炉技术专刊_中国煤炭行业知识服务平台

煤粉工业锅炉技术专刊

来源：洁净煤技术2020年第2期

我国能源资源赋存特点和能源结构决定了在较长时期内我国以煤为主的能源结构不会发生根本性改变。我国燃煤工业锅炉是仅次于燃煤发电的第二大燃煤型污染源，是煤炭清洁高效利用领域研究的重中之重，近年来国家出台了多个相关政策文件，提出要大力推广高效煤粉工业锅炉替代落后的燃煤小锅炉。

煤粉高效低氮燃烧技术是决定煤粉工业锅炉燃烧效率和污染物初始排放水平的核心技术，煤粉供料技术是决定煤粉工业锅炉是否稳定运行的核心技术，烟气超低排放净化技术决定了煤粉工业锅炉系统最终排放是否满足国家日益严苛环保要求，这些因素决定煤粉工业锅炉稳定运行、锅炉效率和污染物排放水平的核心技术研究将是未来的研究重点。

《洁净煤技术》编辑部积极响应国家环保政策，策划出版主题专刊：“煤粉工业锅炉技术”，以期帮助同行更加全面、深入地了解煤粉工业锅炉的发展现状。

行业视野: 煤化工
类别; 91个
关键词; 35位
专家; 20篇
论文; 14730IP
点击量; 14531次
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NO氧化耦合灰钙循环（半干法）脱除试验

作者(Author)：李婷

摘要：为实现多污染物协同脱除且避免湿法吸收工艺存在的问题，基于低温氧化脱硝结合灰钙循环脱硫除尘提出一种半干法烟气多污染物一体化脱除工艺。针对该工艺中的NO脱除开展试验研究，采用固定床和液相吸收试验装置，研究低温条件下钙基吸收剂对NOx的吸收特性，在气体快速床工业试验装置上进行脱硝验证。结果表明，在相对湿度40%～60%、O2含量5%、70～80 ℃ 条件下，固定床NO2钙基吸收率在20%～30%；在NO2浓度200×10-6、Ca(OH)2悬浮液浓度1%、O2含量5%、70 ℃条件下，液相吸收平均脱硝率大于90 %。反应温度和相对湿度是影响NO2钙基吸收的关键因素，在试验条件下，反应温度越低、相对湿度越高，钙基吸收剂对NO2的脱除率越高；低浓度范围内NO2初始浓度变化对脱硝效果影响较小。在进口NO浓度231～423 mg/m3、吸收温度75 ℃、氧化温度140 ℃、[O3]/[NO]=0.9～1.8条件下，在工业试验装置上钙基吸收剂对NOx的吸收率为83%～89%，NO氧化率为74%～97%，总脱硝率为66%～87%。氧化率和脱硝率随[O3]/[NO]的增加呈上升趋势，氧化后NO浓度及装置出口NOx浓度则随之减少。因此，在一定范围内[O3]/[NO]越高，脱硝效果越好，但臭氧逃逸也随之增多，实际操作时需根据现场情况选用合理工艺参数。根据脱硝产物红外表征结果，NO2与Ca(OH)2发生中和反应生成硝酸盐、亚硝酸盐。3种方法的脱硝率存在以下规律：湿法（液相吸收）＞半干法（气体快速床）＞干法（固定床)，半干法与湿法接近。结果主要受增湿方式的影响，即液态水的存在及相对量是影响吸收反应的关键因素。这是因为有水分存在条件下，NO2与Ca(OH)2间的反应形式将由气固非均相反应转变为快速离子化反应。因此反应器内水分越多，相对湿度越大，吸收反应速率随之提高，脱硝率也越大。最低NOx排放浓度30 mg/m3，达到超低排放水平，实现了同一装置多污染物的高效协同脱除。氧化耦合灰钙循环烟气净化技术适用于中小型燃煤烟气治理。

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高倍率灰钙循环脱硫过程及影响因素研究

作者(Author)：陈福仲

摘要：为深入了解神东30t/h煤粉工业锅炉对应的高倍率灰钙循环脱硫除尘一体化技术（NGD，no gap desulphurization）脱硫过程及机理，研究不同影响因素对脱硫效率的影响。笔者在反应器上沿程打孔取样，检测不同位置脱硫剂硫含量和水分变化，结果发现,随着脱硫反应的进行,脱硫剂中水分和硫含量分别呈降低和增加的趋势，说明水分对脱硫反应至关重要，在有水存在的条件下，脱硫反应从气固两相反应变为离子间的液相反应，脱硫反应速率显著增加。随着脱硫反应的进行，脱硫剂中反应产物增加导致硫含量增加。检测反应器沿程烟气中成分及含量变化，根据反应器上单位距离脱硫效率的变化率，将脱硫过程分为3个阶段：常速段、降速段、拟平衡段，前2个阶段脱硫反应速率快，为脱硫反应的关键段，所脱除的SO2占SO2总量的90%，因此强化前2个脱硫阶段是提高脱硫效率的有效手段。最后，在NGD脱硫装置上进行工程试验，研究增湿水量、SO2初始浓度、掺混比对脱硫效率的影响规律，结果表明，增湿水量增加，SO2初始浓度降低，熟石灰占比增加，相当于脱硫反应物初始浓度增加，促进脱硫反应向右进行，初始阶段脱硫反应速率增加，因此最终脱硫效率呈现增加的趋势。但由于脱硫剂孔隙结构及活性物质含量的限制，脱硫反应存在最佳的工艺条件使脱硫剂中有效物质被充分利用，根据脱硫效率的变化量最终确定增湿水量、SO2初始浓度、掺混比最佳范围，分别为0.14～0.27t/h、350～550μL/L、3∶1～2∶1，此时脱硫效率的变化量分别为28.81%、25.87%、10.55%。

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煤种性质对煤粉工业锅炉结焦的影响

作者(Author)：王志强

摘要：燃煤锅炉内结焦会对锅炉运行的安全性和经济性造成极大损害，因而分析影响燃煤锅炉结焦的因素，进而有效预防燃煤锅炉结焦至关重要。在实际应用中，针对影响燃煤锅炉结焦的不同因素，可采取不同的预防措施。研究发现煤的灰熔融性温度、煤粉颗粒大小、锅炉燃烧气氛、一二次风动力场、锅炉截面热负荷和锅炉热负荷等都会影响燃煤锅炉结焦。为了解决某地区煤粉工业锅炉预燃室、炉膛、对流受热面大面积燃烧结焦问题，笔者结合燃煤锅炉燃烧结焦的机理，先后采取调整燃烧气氛、增大二次风刚性、减小煤粉颗粒粒径、更换孙家岔煤粉等措施对不同条件下的结焦现象进行对比分析，发现煤种、煤粉粒径大小是影响某地区煤粉工业锅炉燃烧结焦的因素。通过SEM-EDS（扫描电镜和能谱分析）对锅炉焦块进行微观形貌与元素组成分析，现场取样锅炉现用煤粉和孙家岔煤粉进行煤质及灰成分对比分析，并根据灰成分进行结渣性判别指标计算，结果表明锅炉燃烧现用煤种灰熔融性温度较低，煤灰软化温度Ts为1170 ℃，小于1200 ℃，为易熔煤，容易结渣，属于典型的易结焦煤种；结渣性判别指标计算结果显示，4项指标评价为“严重”，1项指标评价为“中等”，结渣性严重。综合分析认为：锅炉燃烧煤种发生改变，煤的灰熔融温度较低是影响某地区煤粉工业锅炉燃烧结焦的最本质因素。为进一步解决现场实际问题，采取破坏煤灰中酸碱平衡，提升煤的灰熔融温度，配合调节煤粉粒径等措施，如对锅炉现用煤种掺混5%的石英，提高煤灰中SiO2含量，掺混后煤粉的灰熔融温度达到1280 ℃，提高了110 ℃；调大煤粉磨机频率，从19Hz增大到22Hz，煤粉粒度（200目，0.075mm）过筛率从70%增大到85%。经过上述调整后，锅炉运行平稳，结焦状况显著改善，燃烧调整措施取得了较好的效果。

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煤粉工业锅炉运行数据与供料参数的相关性研究

作者(Author)：刘振宇

摘要：供料参数的定量测量是锅炉实现自动调节的重要前提。目前直接测量设备受浓度测量范围、成本等因素影响，对工业锅炉适用性有限，而锅炉现有各传感器的部分数据与供料系统关系密切。为了探究根据传感器数据计算供料参数的可行性，以1Hz频率收集了天津华苑1台58MW锅炉的传感器数据，在控制其他变量的条件下筛选中间仓重量、一次风总压、锁气阀转速、炉膛压力、烟气氧含量等与供料相关的数据，通过最小二乘法、决定系数等分析方法，定量计算变量绝对值、标准差与供料参数的关系。结果表明，当中间仓进料阀关闭时，可通过中间仓称重以高准确度计算供料器300 s内的平均供料量；使用供料锁气阀转速计算供料量，基于锁气阀填充率和填充密度为定值的假设，低转速下供料曲线符合该假设。但随着锁气阀转速提高，供料量随转速的增长速率以二次曲线规律边际递减，且递减规律存在个体差异；一次风总压计算供料量属于差压法，用于计算供料量时，调整后的决定系数R2Adj＞0.98，具有较高的准确性，但需要根据每台设备的累计运行数据计算系数k；炉膛负压波动可较好反映供料波动，但准确性低于使用一次风总压,取样时间为30s时，供料量标准差-炉膛压力标准差R2Adj达到最大值，为0.890 1;供料量-耗氧量的R2Adj在取样时间200s时达到最大值0.2961,供料量标准差-耗氧量标准差R2Adj在取样时间10s时达到最大值0.6408，说明耗氧量用于推断供料波动的可靠性中等，推断供料量的可靠性较差，这可能与该锅炉煤粉的掺混比例不稳定使单位质量煤粉热值波动较大有关。

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