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循环流化床锅炉纯氨燃烧排放特性模拟
1
作者 杜炳君 蒋苓 +3 位作者 张扬 张海 吕俊复 柯希玮 《动力工程学报》 北大核心 2025年第1期10-18,共9页
基于循环流化床(Circulation Fluidized Bed, CFB)技术的纯氨燃烧有望高效、低成本地解决氨燃烧面临的火焰传播速度低、燃烧稳定性差等问题,从而助力基于可再生能源的无碳燃料的消纳利用。构建了氨燃烧CFB整体数学模型,同时考虑了氨的... 基于循环流化床(Circulation Fluidized Bed, CFB)技术的纯氨燃烧有望高效、低成本地解决氨燃烧面临的火焰传播速度低、燃烧稳定性差等问题,从而助力基于可再生能源的无碳燃料的消纳利用。构建了氨燃烧CFB整体数学模型,同时考虑了氨的均相反应及异相催化反应,探究了纯氨燃烧CFB锅炉的氨逃逸、氮氧化物等排放特性,并分析了床温、过量空气系数、空气分级、燃料分级等运行参数对排放特性的影响。结果表明:直接将常规燃煤CFB锅炉结构与运行策略应用于纯燃氨CFB锅炉会导致较高的氨逃逸与氮氧化物排放体积分数,而适当调整运行参数可以显著改善排放特性。 展开更多
关键词 循环流化床 氨燃烧 排放特性 氮氧化物 无碳燃料
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MILD粉体燃烧技术研究进展与关键问题分析
2
作者 吕俊复 冯乐乐 +1 位作者 吴玉新 张海 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期224-234,共11页
MILD燃烧是一种在中度或极度低氧环境下发生的温和燃烧模式,兼具高燃烧热利用率和极低NOx排放的优势,国际燃烧领域认为它是拥有巨大应用潜力的清洁燃烧技术之一。自1990年左右开展相关研究以来,对于实现气体燃料的MILD燃烧的相关技术已... MILD燃烧是一种在中度或极度低氧环境下发生的温和燃烧模式,兼具高燃烧热利用率和极低NOx排放的优势,国际燃烧领域认为它是拥有巨大应用潜力的清洁燃烧技术之一。自1990年左右开展相关研究以来,对于实现气体燃料的MILD燃烧的相关技术已相对成熟,而关于煤粉和生物质等固体燃料的MILD燃烧机制和实现条件的研究仍相对缺乏。基于高动量氧化剂射流来实现内部再循环,不再需要外部高温预热来建立MILD燃烧,极大拓宽了MILD燃烧的应用范围。从颗粒弥散、受热、着火、燃烧、污染物等方面概述了MILD粉体燃料燃烧的基础特性,由于颗粒的不均匀弥散和反应,煤粉等碳基固体燃料的MILD燃烧进程较气体燃料更复杂。高速射流MILD燃烧在增加点火延迟的同时也扩展了点火区和反应区,需要对燃烧各阶段的特征和机理开展系统研究。介绍了固体燃料MILD燃烧理论设计和装备研发领域所取得的研究成果,建议通过高精度数值模拟,改进现有燃煤锅炉燃烧器、调节工艺参数以匹配MILD燃烧模式,增加焦炭颗粒的停留时间以提高燃烬率,提高燃烧稳定性并抑制包括细颗粒物在内的各类污染物排放。基于互联能源系统的整体方法,推进MILD燃烧与各类新型燃烧技术的耦合研究,尤其加强煤粉、生物质与氢、氨等可燃气体共燃特性研究,助力能源转型。探究粉体MILD燃烧中的湍流两相流特征、湍流相间传热作用以及湍流-化学耦合作用是加深对粉体MILD燃烧理解的关键,涉及多变量分析和高精度模拟,是未来研究的重点和难点。 展开更多
关键词 低氧稀释燃烧(MILD) 高速射流 煤燃烧 污染物 湍流
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生物质燃料颗粒热压成型过程分析 被引量：1
3
作者 张守玉 黄健添 +8 位作者 郎森 张邢佳 陈旭阳 梁宁 吕邦勇 杨楚轲 胡南 吴玉新 吕俊复 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1123-1137,共15页
“双碳”战略下,生物质因其可再生、低污染和“零”碳排等优点而备受关注。生物质成型制备燃料颗粒能有效地解决其结构松散、能量密度低等问题,可用作化石燃料的替代品,对于新型能源体系的建设具有重要意义。笔者概述了生物质热压成型... “双碳”战略下,生物质因其可再生、低污染和“零”碳排等优点而备受关注。生物质成型制备燃料颗粒能有效地解决其结构松散、能量密度低等问题,可用作化石燃料的替代品,对于新型能源体系的建设具有重要意义。笔者概述了生物质热压成型过程的影响因素,分析并探讨了热压成型过程中生物质颗粒的演变行为和结合机制。生物质成型工艺主要包括冷压成型和热压成型。与冷压成型相比,热压成型能耗较低,制得成型燃料品质较高。生物质含水率(4%~15%)对其成型燃料密度影响较大,成型温度(70~150℃)影响较小,成型压力(60~130 MPa)和原料粒度(<2.5 mm)对其成型燃料密度的影响因生物质种类不同而存在较大差异。生物质热压成型过程中纤维素主要起骨架支撑作用,半纤维素、木质素则起到黏结剂作用。在热压成型的微观过程中,生物质颗粒经惯性移动后黏弹塑性变形,形成机械互锁。脆性颗粒破碎后释放出天然黏性成分,在水分、温度和压力的共同作用下形成颗粒间桥接。机械互锁和桥接缩小了生物质分子间的距离,促进了分子间作用力的产生。在对生物质热压成型机制认识的基础上,利用不同生物质掺混或水热等预处理手段对生物质组分进行调控可提高燃料颗粒的品质。利用分子动力学手段对生物质成型过程进行仿真模拟,可获得生物质组分分子间的键合机制,有利于进一步探究生物质热压成型机制,对生物质成型燃料乃至成型材料的制备有着重要的指导意义。 展开更多
关键词 生物质 成型 分子间作用力 机械互锁 桥接
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基于过热蒸汽干燥开式制粉燃褐煤发电技术研究 被引量：2
4
作者 马有福 袁兴旺 +1 位作者 王子睿 吕俊复 《中国煤炭》 北大核心 2024年第6期110-117,共8页
针对高水分褐煤燃烧发电中存在的热效率低和低负荷稳燃困难等问题,提出了基于过热蒸汽干燥开式制粉系统的新型高效燃褐煤发电技术,该技术采用基于汽轮机抽汽加热的过热蒸汽干燥开式制粉系统,保证了制粉系统的运行安全性,提高了燃烧系统... 针对高水分褐煤燃烧发电中存在的热效率低和低负荷稳燃困难等问题,提出了基于过热蒸汽干燥开式制粉系统的新型高效燃褐煤发电技术,该技术采用基于汽轮机抽汽加热的过热蒸汽干燥开式制粉系统,保证了制粉系统的运行安全性,提高了燃烧系统的运行灵活性,实现了制粉系统与锅炉主机的运行解耦,并综合解决了褐煤锅炉炉温低、热效率低的等问题。以600 MW超临界燃褐煤机组为例,对采用该技术的热力系统进行了仿真,分析了其节能与环保效益。研究结果表明,该技术通过对锅炉与汽轮机整体热力系统的综合优化,将汽轮机回热系统扩大至高水分煤的干燥过程,同时梯级回收锅炉排烟废热和制粉乏汽废热至汽轮机回热系统,可获得较为显著的节煤效益。同时,该技术不仅可由节煤相应减少各类污染物及CO_(2)排放,还可回收大量水资源,有望实现零水耗电厂。 展开更多
关键词 火力发电厂 褐煤发电 开式制粉系统 水回收
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乏汽供热用大型蒸汽射汽器性能试验与研究
5
作者 张攀 吕俊复 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1272-1277,共6页
对乏汽供热用大型射汽器的性能进行了全面分析和研究。结合射汽器的固有特性,在300 MW等级机组的乏汽供热系统中对射汽器变工况性能进行了试验研究,得到了不同机组背压、动力蒸汽压力和出口压力下射汽器的性能曲线。建立了一种射汽器全... 对乏汽供热用大型射汽器的性能进行了全面分析和研究。结合射汽器的固有特性,在300 MW等级机组的乏汽供热系统中对射汽器变工况性能进行了试验研究,得到了不同机组背压、动力蒸汽压力和出口压力下射汽器的性能曲线。建立了一种射汽器全工况特性的性能参数求解方法。结果表明:性能参数求解结果与试验数据吻合度高。 展开更多
关键词 高背压 乏汽 射汽器 数值求解
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烧结烟气的循环流化床焚烧处理方法 被引量：1
6
作者 沈宇帆 韩诚良 +4 位作者 柯希玮 张扬 张杨鑫 张海 吕俊复 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期4051-4059,共9页
烧结烟气是钢铁生产的烧结工序产生的废气,含NO_(x)、SO_(2)、二噁英、挥发性有机物等污染物成分。用烧结烟气替代燃煤循环流化床锅炉空气以焚烧处理,既能有效资源化利用废气中CO和余氧,又能借助循环流化床中脱硫脱硝设备与高温环境,将... 烧结烟气是钢铁生产的烧结工序产生的废气,含NO_(x)、SO_(2)、二噁英、挥发性有机物等污染物成分。用烧结烟气替代燃煤循环流化床锅炉空气以焚烧处理,既能有效资源化利用废气中CO和余氧,又能借助循环流化床中脱硫脱硝设备与高温环境,将烧结烟气中SO_(x)和NO_(x)等污染物与燃煤产生的污染物一并去除,有望成为高效的烧结烟气一体化污染物处理技术。然而,目前燃煤循环流化床燃烧背景下烧结烟气中二噁英、挥发性有机物等污染物脱除的研究尚不足。针对该问题,先通过化学反应动力学模拟,研究烧结烟气作为助燃剂燃烧过程,发现燃烧过程中产生的氢等自由基在二噁英分解过程中发挥重要作用,燃烧反应温度提高能显著促进二噁英及挥发性有机物的脱除,而燃尽烟气的余氧量降低对二噁英的脱除也有较显著促进作用。通过计算颗粒流体动力学的方法,模拟以烧结烟气为助燃剂的燃煤循环流化床锅炉运行情况,发现燃烧过程流态化情况好,烧结烟气中低浓度CO基本燃尽,旋风分离器出口CO质量浓度约100 mg/m^(3),燃烧温度达到去除污染物的要求,验证了将烧结烟气作为燃煤循环流化床锅炉中助燃剂的可行性。在唐山某钢铁企业开展了烧结烟气的循环流化床焚烧方法工程验证,测试发现低低温省煤器出口处烟气二噁英脱除率超过99.5%,低至0.0057 ng TEQ/m^(3),CO质量浓度低至108 mg/m^(3),此外烟气中NOx和SO2质量浓度低至38、24 mg/m^(3),满足超低排放要求。工程验证证实循环流化床烧结烟气一体化焚烧处理技术有效。 展开更多
关键词 循环流化床 烧结烟气 焚烧处理 二噁英 污染物治理
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兼顾高/低温环境性能的动力电池热管理系统设计 被引量：6
7
作者 刘松燕 王卫良 +1 位作者 彭世亮 吕俊复 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2181-2191,共11页
热特性对电动汽车的性能有着重要的影响。低温环境严重影响锂电池的容量和寿命,而高温环境则可能导致热失控。为了保证锂电池在高低温环境下的安全高效运行,本研究提出一种兼顾高低温的热管理系统,通过保温材料和相变材料组合成的蓄热... 热特性对电动汽车的性能有着重要的影响。低温环境严重影响锂电池的容量和寿命,而高温环境则可能导致热失控。为了保证锂电池在高低温环境下的安全高效运行,本研究提出一种兼顾高低温的热管理系统,通过保温材料和相变材料组合成的蓄热模块的灵活拆卸,实现对高低温天气下电池的散热和保温。使用Star CCM+软件进行建模和仿真。研究结果表明:动力电池在不同倍率放电后静置维持在0℃以上的时间最高达17 h,低温下静置与无热管理的情况下相比保温时长增加了约8倍,比单纯使用相变材料保温时长增加了近3倍,且验证了添加隔热层的必要性。在实际应用中表明停车后可直接启动,避免电动汽车频繁的预加热。在高温条件下拆掉蓄热模块使用风冷散热既节省了能源又进一步加强了该系统散热能力。以1C~3C倍率放电后,与未添加散热措施的电池组对比,添加热管理散热系统后电池组最高温度分别降低了34%、42%和48%,添加翅片后对电池的降温效果有明显作用,1C~3C放电倍率下最高温度比未添加翅片的电池组最高温度分别降低4.8%、5.4%、6.7%,放电倍率越高添加翅片的散热效果越明显。 展开更多
关键词 电动汽车 电池热管理 相变材料 热管 保温
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新型等离子体点火技术在火电灵活性中的应用分析 被引量：4
8
作者 龚泽儒 王晓娜 +4 位作者 邹鹏 宋林波 吕俊复 朱新龙 郑艳丽 《锅炉技术》 北大核心 2024年第1期50-54,共5页
近年来在国家政策的主导下,风电等新能源得到了快速发展,新能源的消纳问题也随之凸显出来,灵活性调峰是解决这一问题的有效措施。等离子体点火技术是一项卓有成效的低负荷稳燃措施,可满足深度调峰需求,有效提高火电机组对新能源发电的... 近年来在国家政策的主导下,风电等新能源得到了快速发展,新能源的消纳问题也随之凸显出来,灵活性调峰是解决这一问题的有效措施。等离子体点火技术是一项卓有成效的低负荷稳燃措施,可满足深度调峰需求,有效提高火电机组对新能源发电的消纳能力。针对传统等离子体技术在火电灵活性应用中存在的问题,提出一种新型等离子体点火技术。该技术可使发生器阴极寿命提升至500 h以上,阳极寿命提升至1000 h以上;提高了煤质适应性,可适用于大部分燃用烟煤的电厂;而且点火过程中对燃烧器内燃强度有较好的控制,不易发生超温结焦现象。 展开更多
关键词 火电灵活性 等离子体点火 深度调峰 低负荷稳燃
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生物质CFB氮氧化物排放建模与优化控制
9
作者 郭炯楠 高明明 +1 位作者 吕俊复 岳光溪 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期45-55,共11页
由于生物质循环流化床(CFB)燃烧不稳定,为实现负荷波动过程中机组NO_(x)的动态预测,从锅炉燃烧机理切入,建立了氧量模型与即燃碳模型;对炉内NO_(x)自生成与自还原机理进行分析,并结合数学建模的方法,建立了NO_(x)动态排放模型。进行给... 由于生物质循环流化床(CFB)燃烧不稳定,为实现负荷波动过程中机组NO_(x)的动态预测,从锅炉燃烧机理切入,建立了氧量模型与即燃碳模型;对炉内NO_(x)自生成与自还原机理进行分析,并结合数学建模的方法,建立了NO_(x)动态排放模型。进行给料量、二次风量开环阶跃试验;分析NO_(x)排放与氧量耦合情况,采用简化对角解耦与前馈补偿解耦法解除耦合。结合某130 t/h生物质CFB实际运行数据进行仿真试验。结果表明:模型拥有较好的预测效果,能反映氧量及NO_(x)排放过程的动态特性,可实现给料量控制NO_(x)排放质量浓度、二次风控制氧体积分数的单回路控制,所设计的NO_(x)排放质量浓度模型及解耦控制方法可以为今后生物质CFB机组适应动态运行以及智能控制策略设计提供参考。 展开更多
关键词 生物质 CFB 机理模型 NOX排放 动态特性 解耦控制
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生物质三组分对成型颗粒物理性能的影响
10
作者 黄健添 张守玉 +6 位作者 郎森 陈旭阳 张邢佳 徐梓航 马达夫 吴玉新 吕俊复 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期727-734,共8页
为探究生物质三组分(纤维素、半纤维素和木质素)对成型颗粒物理性能的影响,以棉秆、木屑以及生物质三组分为研究对象,单独或按一定掺混比例混合后制备成型颗粒,使用电子万能材料试验机分析了成型颗粒的表观密度和抗压强度,利用X射线光... 为探究生物质三组分(纤维素、半纤维素和木质素)对成型颗粒物理性能的影响,以棉秆、木屑以及生物质三组分为研究对象,单独或按一定掺混比例混合后制备成型颗粒,使用电子万能材料试验机分析了成型颗粒的表观密度和抗压强度,利用X射线光电子能谱仪分析了生物质成型前后分子结构的变化。结果表明:纤维素直接影响成型颗粒的抗压强度,半纤维素和木质素主要作为黏结剂,协同纤维素间接提高成型颗粒的抗压强度。向棉秆中加入纤维素或半纤维素后,其混合成型颗粒中的C—OH官能团均明显提高,且产生了新的C=C官能团,有利于形成分子间作用力和提高分子结构的稳定性,增强成型颗粒的物理性能。 展开更多
关键词 生物质 三组分 成型颗粒 抗压强度 分子结构
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基于循环流化床燃烧的多元废弃物处理技术研究进展
11
作者 肖红亮 吕俊复 +3 位作者 张扬 朱俊平 王志宁 柯希玮 《锅炉技术》 北大核心 2024年第6期1-11,共11页
随着我国经济的持续增长与居民生活品质的提升,工业生产过程中不可避免地产生了大量的固体废弃物、废气、废水,其有效管理与资源化利用成为亟待解决的问题.循环流化床(CFB)燃烧技术,凭借其高效能与环境友好的优势,在废弃物处理领域获得... 随着我国经济的持续增长与居民生活品质的提升,工业生产过程中不可避免地产生了大量的固体废弃物、废气、废水,其有效管理与资源化利用成为亟待解决的问题.循环流化床(CFB)燃烧技术,凭借其高效能与环境友好的优势,在废弃物处理领域获得了广泛应用.作为一种先进的清洁燃烧技术,CFB技术展现了较好的燃料适应性、较低的污染物控制成本以及灵活的负荷调节能力,可显著促进废弃物的综合利用.介绍了CFB燃烧技术在固体废弃物、废气及废液处理中的多元化应用,涉及的关键点涵盖以下几方面:(1)固体废弃物处理.在垃圾焚烧方面,需重点关注空气平衡、燃烧温度及二次风等参数;煤炭加工副产物的处理,需重点关注床温控制、脱硫脱硝等过程;污泥处理方面需优化燃烧温度、控制飞灰碳含量及NOx排放;农林废弃物的燃烧需注重灰分含量、碱金属含量、燃料形态及含水率等因素可能造成的沾污、积灰、腐蚀或炉内结渣等问题.(2)废气处理.针对烧结烟气与化工尾气需注重燃烧温度、脱硫脱硝的优化策略,并针对化工尾气进行燃烧条件与尾气成分的分析与调控.(3)废液处理.对于有机废液与含盐污水,CFB燃烧技术提供了可行的处理路径,但需特别注意燃烧温度、添加剂种类与用量以及尾气净化措施的选择.CFB燃烧技术在废弃物处理领域展现出广阔的应用潜力,不仅有效减轻了环境污染,还促进了资源的循环利用. 展开更多
关键词 循环流化床 锅炉 污染物 三废 掺烧
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CFB锅炉宽筛分颗粒临界流化风速研究
12
作者 于艺 马有福 吕俊复 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2813-2818,共6页
基于计算颗粒流体力学(CPFD),通过表征常规CFB锅炉床料(Set 1)、增加炉内细颗粒含量(Set 2)和减小初始床支撑料粒度(Set 3) 3种筛分分布的SiO_(2)颗粒,研究颗粒筛分变化对临界流化风速的影响。研究结果表明:在相同床层高度下,Set 1、Se... 基于计算颗粒流体力学(CPFD),通过表征常规CFB锅炉床料(Set 1)、增加炉内细颗粒含量(Set 2)和减小初始床支撑料粒度(Set 3) 3种筛分分布的SiO_(2)颗粒,研究颗粒筛分变化对临界流化风速的影响。研究结果表明:在相同床层高度下,Set 1、Set 2和Set 3床料的临界流化风速分别为0.51、0.30和0.20 m/s。表明增加炉内细颗粒含量和减小初始床支撑料粒度均可明显降低临界流化风速。将宽筛分颗粒临界流化风速的数值模拟结果与相关关联式预测结果进行对比,表明ERGUN关联式的预测结果偏差较小,WEN-YU关联式的预测结果明显偏低。 展开更多
关键词 循环流化床锅炉 临界流化风速 宽筛分颗粒 计算颗粒流体力学
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碳中和目标下循环流化床锅炉技术的展望 被引量：26
13
作者 吕俊复 周托 +5 位作者 张扬 吴玉新 黄中 张海 张缦 岳光溪 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1005-1012,共8页
根据循环流化床(CFB)燃烧技术的特点,分析了面向碳中和的CFB发展方向,并介绍了清华大学的相关研究进展。CFB主循环回路中存有大量高温循环物料,这一特点使得CFB锅炉可实现零出力热备用的深度调峰,若通过循环干预、强化燃烧和炉内储热,... 根据循环流化床(CFB)燃烧技术的特点,分析了面向碳中和的CFB发展方向,并介绍了清华大学的相关研究进展。CFB主循环回路中存有大量高温循环物料,这一特点使得CFB锅炉可实现零出力热备用的深度调峰,若通过循环干预、强化燃烧和炉内储热,可以提高变负荷速率;颗粒粒径对气固两相反应有重要影响,通过改变床料颗粒的粒径能够调控燃烧反应过程,从而降低炉内NO生成量,因此CFB锅炉在实现灵活性条件下的超低排放上具有优势;新型电力系统对小容量高参数机组有重大需求,开发小型亚临界甚至超临界CFB锅炉很有意义;生物质锅炉高温受热面沾污腐蚀限制了蒸汽参数的提高,利用CFB的物料循环能够解决这一技术瓶颈,开发高蒸汽参数生物质直燃锅炉可提高纯燃生物质发电项目的供电效率和经济性;利用CFB燃料适应性的优势,可在CFB锅炉中混烧生物质、污泥和工业可燃废弃物等低碳燃料,具有显著的效益;为进一步提高CFB机组的灵活性、环保型和经济性,新型的粉煤CFB燃烧技术前景较好。 展开更多
关键词 碳中和 循环流化床锅炉 运行灵活性 超低排放 高蒸汽参数 生物质 粉煤CFB燃烧
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碳中和背景下循环流化床燃烧技术在中国的发展前景 被引量：29
14
作者 吕俊复 蒋苓 +9 位作者 柯希玮 张海 刘青 黄中 周托 张缦 王君峰 肖锋 鲁佳易 姜孝国 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期514-522,共9页
循环流化床(CFB)燃烧技术因其独特的低成本污染控制优势得到了高度重视,近年来我国在此领域的技术发展取得了长足的进步。回顾了我国CFB燃烧技术的发展历程,从最初的跟踪学习到技术创新,走出了一条适应中国国情的独立创新发展道路,先后... 循环流化床(CFB)燃烧技术因其独特的低成本污染控制优势得到了高度重视,近年来我国在此领域的技术发展取得了长足的进步。回顾了我国CFB燃烧技术的发展历程,从最初的跟踪学习到技术创新,走出了一条适应中国国情的独立创新发展道路,先后开发出高性能CFB锅炉、节能型CFB锅炉和超低排放CFB锅炉,同时提高蒸汽参数和大型化,引领了CFB技术的国际发展。目前我国成为世界上CFB锅炉最大的设备供应商和使用者,CFB发电机组作为我国燃煤发电体系中的重要组成部分,为可靠廉价电力供应和劣质燃料消纳做出了重要贡献。碳中和条件下,煤炭作为保底能源在电力系统安全托底中不可或缺。作为低热值煤以及难燃高硫无烟煤的高效清洁发电利用的主要方式,CFB锅炉应在深度调峰和快速变负荷灵活性方面展现更大优势。结合新能源高比例消纳的调峰需求,可以开发粉煤CFB锅炉技术、探索分布式小容量高参数CFB锅炉、挖掘CFB机组0~100%负荷长周期压火与快速热态启动潜力,进一步提高CFB机组运行灵活性;在运行灵活性基础上发挥CFB锅炉燃料灵活性的优势,突破高硫无烟煤超超临界高效发电与超低排放同步实现的难题,消纳煤炭绿色开采洗选副产的劣质燃料,纯烧或者掺烧城市污泥、生活垃圾、生物质等低碳可燃废弃物,开发灵活性下的超低排放控制技术,实现CFB机组智能化,助力我国能源结构转型发展。 展开更多
关键词 循环流化床 燃烧技术 碳中和 燃料灵活性 煤燃烧
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燃用准东煤过程中碱/碱土金属迁移规律及锅炉结渣沾污研究进展 被引量：36
15
作者 吕俊复 史航 +1 位作者 吴玉新 张扬 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期377-385,共9页
准东煤灰分含量低、着火温度低、燃尽性能优良,是优良的动力用煤,但准东煤灰中碱/碱土金属含量高,在燃烧过程中易挥发进入气相并冷凝在受热面上从而强化锅炉的沾污、结渣过程,要实现安全、高效、洁净燃用准东煤,需对准东煤燃烧过程中矿... 准东煤灰分含量低、着火温度低、燃尽性能优良,是优良的动力用煤,但准东煤灰中碱/碱土金属含量高,在燃烧过程中易挥发进入气相并冷凝在受热面上从而强化锅炉的沾污、结渣过程,要实现安全、高效、洁净燃用准东煤,需对准东煤燃烧过程中矿物尤其是碱/碱土金属转化特性和灰熔融特性进行研究。对准东煤中碱/碱土金属(AAEM)赋存形态及燃用过程中AAEM的迁移转化、煤灰熔融特性、准东煤结渣、沾污机理等研究进展进行了介绍,总结了锅炉结渣、沾污关键影响因素及目前常用的防控方法。由于实验样品和条件的差异,AAEM在煤燃烧过程中的释放、转化特性及其对灰熔融特性的影响尚未有一致结论;对于AAEM释放多采用热力学平衡计算,相应的动力学模型缺乏深入研究;由于燃烧试验台实验工况与实际锅炉烟气组分、热参数等存在一定差异,燃烧试验台获得的结渣、积灰特性能否反映真实锅炉情况有待验证;实际锅炉沉积样品分析面临锅炉工况调整困难、可重复性差等问题,需对锅炉实际结渣污特性进行深入研究;锅炉设计、掺烧、参数调整等方法仅能减轻准东煤结渣、沾污等问题,为实现准东煤的安全、高效、洁净利用,仍需更加深入的研究煤灰结渣、沾污机理。应加强灰化温度、气氛等对煤热转化中AAEM的释放和转化特性影响的系统研究,进一步开展AAEM在煤热转化过程中的释放、矿物转化动力学模型研究,同时,需针对温度、气氛、煤灰组分等对准东煤结渣、沾污的影响规律开展更加细致地研究,为结渣、沾污防控提供支持。 展开更多
关键词 准东煤 碱/碱土金属 迁移转化 结渣 沾污
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粉煤循环流化床燃烧技术 被引量：14
16
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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流化床燃烧煤的成灰磨耗特性 被引量：14
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作者 吕俊复 杨海瑞 +6 位作者 张建胜 刘青 李登新 岳光溪 于龙 张缦 姜孝国 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 2003年第1期1-5,共5页
循环流化床燃烧条件下 ,煤的成灰磨耗特性是影响床的流化特性和锅炉整体性能的重要因素之一 .将煤在床内爆裂和燃尽引起的尺寸减损和颗粒的磨耗视为相互独立的两个过程 ,利用静态燃烧然后冷态流化的方法 ,得到成灰与磨耗参数 .提出煤种... 循环流化床燃烧条件下 ,煤的成灰磨耗特性是影响床的流化特性和锅炉整体性能的重要因素之一 .将煤在床内爆裂和燃尽引起的尺寸减损和颗粒的磨耗视为相互独立的两个过程 ,利用静态燃烧然后冷态流化的方法 ,得到成灰与磨耗参数 .提出煤种的本征成灰数据概念 ,认为煤种的本征成灰数据应视为只与煤种本身特性有关的燃料特性参数 。 展开更多
关键词 流化床 燃烧 煤 成灰 磨耗 锅炉
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循环流化床锅炉的飞灰含碳量问题 被引量：57
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作者 吕俊复 张守玉 +5 位作者 刘青 张建胜 杨海瑞 岳光溪 沈解忠 于龙 《动力工程》 CSCD 北大核心 2004年第2期170-174,共5页
循环流化床锅炉的飞灰含碳量问题近年来受到关注。对实际运行的多台燃烧各种燃料的220t/h锅炉的飞灰样品测定表明:飞灰的含碳量具有明显的不均匀性。分析了煤质、分离器及运行条件对飞灰含碳量的影响。结果表明:循环流化床锅炉燃烧过程... 循环流化床锅炉的飞灰含碳量问题近年来受到关注。对实际运行的多台燃烧各种燃料的220t/h锅炉的飞灰样品测定表明:飞灰的含碳量具有明显的不均匀性。分析了煤质、分离器及运行条件对飞灰含碳量的影响。结果表明:循环流化床锅炉燃烧过程中焦炭反应性逐渐下降;焦炭燃烧过程中发生的爆裂、磨损、失活等行为与煤种有关,对循环流化床锅炉飞灰碳燃尽有很大影响。气固混和不均匀是导致较高的飞灰含碳量的原因之一。 展开更多
关键词 动力机械工程 循环流化床锅炉 飞灰含碳量:反应性 气固混和
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烟气气氛对准东煤灰熔融特性影响的显微观察 被引量：11
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作者 吕俊复 史航 +3 位作者 吴玉新 姚伟 刘青 张海 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期263-273,共11页
准东煤田预测储量高,准东煤灰具有高硫,低硅铝,高碱/碱土金属等特点,实际燃用准东煤锅炉出现了严重的沾污、结渣现象,影响准东煤的大规模开发利用。烟气气氛(含有大量SO_(2),SO3)可能影响高温下Na2SO4的生成/分解,从而影响煤灰的熔融过... 准东煤田预测储量高,准东煤灰具有高硫,低硅铝,高碱/碱土金属等特点,实际燃用准东煤锅炉出现了严重的沾污、结渣现象,影响准东煤的大规模开发利用。烟气气氛(含有大量SO_(2),SO3)可能影响高温下Na2SO4的生成/分解,从而影响煤灰的熔融过程。深入研究烟气气氛对准东煤灰熔融特性的影响,有助于加深对锅炉结渣过程的理解,为燃用准东煤锅炉结渣防控提供技术支持。为获得烟气气氛对准东煤灰熔融特性的影响规律,建立了单热电偶高温显微观察系统(SHTT),比较了还原性气氛、氧化性气氛、惰性气氛及模拟烟气气氛下准东煤灰的熔融特性。结果表明,建立的灰熔融温度测试方法精度较好,96.92%的灰样熔融温度与标准灰熔点仪测得的流动温度相比偏差在3%以内(≤40℃),最大偏差<50℃,测试偏差在煤灰熔融特性测试允许误差范围内。当碱酸比R<2.5时,气氛对灰熔融特性无显著影响;当R>2.5时,煤灰组分中Fe_(2)O_(3)质量分数较高,导致还原性气氛下灰熔点降低。烟气中SO_(2)对煤灰熔融温度的影响与煤灰组分相关,当R>2.5时,煤灰中碱/碱土金属及硫(AAEM/S)质量分数较高,烟气中SO_(2)会抑制煤灰中CaSO_(4)的分解,提升高温下煤灰中CaO质量分数,并减少长石,辉石等低熔点矿物的生成,进而提升煤灰熔融温度。烟气中SO_(2)是促进富含Na/Fe硫酸盐或硫化物超细颗粒生成及沉积的重要因素。 展开更多
关键词 煤灰熔融特性 准东煤 烟气气氛 单热电偶高温显微观察系统(SHTT) SO_(2)
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循环流化床锅炉水冷壁的热流密度分布 被引量：18
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作者 吕俊复 于龙 +4 位作者 岳光溪 杨海瑞 张建胜 张缦 杨仲明 《动力工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期336-340,共5页
超临界循环流化床锅炉的一个主要技术关键是炉膛受热面的横向热流分布。在管内工质温度不同、容量不同的3台循环流化床锅炉上,测量了不同高度上膜式水冷壁的金属壁温。将有限元算法用于水冷壁的换热分析,得到了循环流化床锅炉炉膛内烟... 超临界循环流化床锅炉的一个主要技术关键是炉膛受热面的横向热流分布。在管内工质温度不同、容量不同的3台循环流化床锅炉上,测量了不同高度上膜式水冷壁的金属壁温。将有限元算法用于水冷壁的换热分析,得到了循环流化床锅炉炉膛内烟气向水冷壁的换热系数分布。该结果为超临界CFB锅炉的设计提供了依据。 展开更多
关键词 能源和动力工程 循环流化床锅炉 热流密度 分布 测量
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