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“超超临界循环流化床发电技术”专题特约主编寄语
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作者 黄中 李舟航 +1 位作者 李金晶 杨玺 《热力发电》 北大核心 2025年第7期I0001-I0002,共2页
保障供应安全与推动低碳转型是中国能源当前面临的重大挑战,煤电作为我国规模最大、成本最低、适应性最优的调节性电源,亟须与可再生能源协同互补,实现角色重塑。在此背景下,循环流化床燃烧技术凭借突出的燃料适应性和卓越的运行灵活性... 保障供应安全与推动低碳转型是中国能源当前面临的重大挑战,煤电作为我国规模最大、成本最低、适应性最优的调节性电源,亟须与可再生能源协同互补,实现角色重塑。在此背景下,循环流化床燃烧技术凭借突出的燃料适应性和卓越的运行灵活性,有望成为释放火电调节潜力、支撑新型电力系统建设的重要力量。截至2024年底,全国410 t/h以上容量等级循环流化床锅炉累计投产563台,总装机容量达108680 MW(在役484台,容量97590 MW)。尤为引人瞩目的是,2024年11月陕西彬长投运了世界首台660 MW超超临界循环流化床锅炉,2025年4月云南红河投运了世界首台700 MW超超临界循环流化床锅炉,2025年7月广东韶关700 MW超超临界循环流化床锅炉也顺利通过168小时满负荷试运行。不到一年的时间里,中国循环流化床发电技术接连实现历史性突破,国内三大动力厂均已具备自主设计、制造超超临界循环流化床机组的能力,并先后通过了工程实践检验。 展开更多
关键词 煤电 循环流化床 超超临界 发电技术
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10 MWel级循环流化床生物质空气气化气固产物特性
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作者 鲁许鳌 张家富 +1 位作者 罗世文 高大明 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第5期41-49,共9页
为了反应器设计和运行参数优化与生物质半焦的增值利用,在气化试验的基础上分析了稻壳气化的燃气成分、产气参数,使用多种方法表征分析了生物质半焦的表面形貌、物理特征和碳质结构。燃气分析结果表明:燃气中CO的体积分数最高,大约为18%... 为了反应器设计和运行参数优化与生物质半焦的增值利用,在气化试验的基础上分析了稻壳气化的燃气成分、产气参数,使用多种方法表征分析了生物质半焦的表面形貌、物理特征和碳质结构。燃气分析结果表明:燃气中CO的体积分数最高,大约为18%,H2的体积分数为7%左右,燃气热值为5.48 MJ/m^(3)左右,属于低热值燃气。稻壳半焦的物理特征分析表明:半焦的主要元素为C、O、Si和K。半焦的BET比表面积为21.7742 m^(2)/g;小部分粒径为1~10μm和100~300μm,大多数粒径为10~100μm。半焦多数孔是孔径为2~10 nm的中孔,并且存在少量微孔和大孔,平均孔径为7.0496 nm,总孔体积为0.050907 cm^(3)/g。X射线衍射分析说明半焦含有石英晶型的SiO2,碳的无序性较高,石墨化程度低。红外光谱分析说明半焦的大分子结构含有—OH、C=C和C—O键等官能团。拉曼光谱分析表明半焦含有石墨结构,D1峰与G峰的强度比(ID1/IG)为7.93,半焦的碳质结构有较高含量的缺陷碳和无定形碳结构。 展开更多
关键词 生物质气化 循环流化床 燃气成分 生物质半焦 结构特性
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循环流化床多元固废粉煤灰基水泥胶砂固碳试验研究 被引量：1
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作者 燕伟 李驰 +1 位作者 邢渊浩 高瑜 《材料导报》 北大核心 2025年第9期99-105,共7页
为提高循环流化床(CFB)固体废弃物—“非常规”粉煤灰(CFB-FA)、炉渣(CFB-S)、脱硫石膏(CFB-FGD)利用率,减少水泥建材中的水泥用量,以CFB-FA、CFB-S、CFB-FGD复合并替代40%水泥制备循环流化床多元固废粉煤灰基水泥胶砂,基于碳化养护技... 为提高循环流化床(CFB)固体废弃物—“非常规”粉煤灰(CFB-FA)、炉渣(CFB-S)、脱硫石膏(CFB-FGD)利用率,减少水泥建材中的水泥用量,以CFB-FA、CFB-S、CFB-FGD复合并替代40%水泥制备循环流化床多元固废粉煤灰基水泥胶砂,基于碳化养护技术提升其力学性能,并分析固碳效果。结果表明:(1)三种材料以m(CFB-FA)∶m(CFB-S)∶m(CFB-FGD)=3∶2∶1复合并替代40%水泥制备的胶砂试件碳化养护7 d时的抗压强度为43.8 MPa,满足普通水泥胶砂标准养护28 d时的抗压强度要求;(2)对比循环流化床多元固废粉煤灰基水泥胶砂碳化前后物相组成及微观形貌发现,碳化28 d后试件表层和内部有大量CaCO_(3)生成;(3)计算分析得出其自然养护28 d后CO_(2)吸收量为21.8%,较普通水泥胶砂28 d自然碳化吸收量高约10%。该种循环流化床多元固废粉煤灰基水泥胶砂经碳化养护后不仅具备较高力学性能,而且自身固碳能力突出,有一定的工程应用价值并发挥一定的“碳中和”效应。 展开更多
关键词 固废利用 循环流化床(cfb) 粉煤灰基水泥胶砂 力学性能 固碳
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循环流化床锅炉全负荷调峰特性研究 被引量：3
4
作者 乔磊磊 王孝全 +7 位作者 聂浩 柳成亮 魏绍青 郝海俊 李绍军 冯浩 吕俊复 柯希玮 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第1期184-193,I0015,共11页
基于循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)燃烧技术的燃煤发电机组可实现长周期压火热备运行与快速启停,即具备全负荷调峰能力。在某300 MW亚临界CFB锅炉上的试验结果显示,机组功率能够以10.4%Pe/min的速率快速降至1 MW,后在1%极... 基于循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)燃烧技术的燃煤发电机组可实现长周期压火热备运行与快速启停,即具备全负荷调峰能力。在某300 MW亚临界CFB锅炉上的试验结果显示,机组功率能够以10.4%Pe/min的速率快速降至1 MW,后在1%极低负荷率下维持长时间稳定运行,总压火时长超过110 min,压火结束后又能以3.5%Pe/min的速率实现热态再启。压火期间,平均床温以2.2℃/min的速度从800℃降至553℃;主汽温度和主汽压力分别下降了165℃和1.7 MPa;各受热面横向温度偏差基本在10℃以内;汽轮机和发电机运行平稳,各项参数都在安全限值以内。扬火瞬时烟气CO浓度急剧上升超过1%,但无爆燃风险。调峰全过程尘硫氮污染物排放小时均值满足超低排放要求。该研究为深入挖掘煤电机组灵活性提供了一个更具竞争力的方向,对高比例消纳风光等可再生能源、保障新型电力系统可靠稳定运行具有重要意义。 展开更多
关键词 灵活煤电 循环流化床(cfb) 全负荷调峰 快速启停 压火热备
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基于k-means机器学习方法的气固循环流化床颗粒聚团特性 被引量：1
5
作者 孙俭 张海勇 +4 位作者 王成秀 孙泽能 蓝兴英 高金森 祝京旭 《化工进展》 北大核心 2025年第2期625-634,共10页
循环流化床因其优良的气固接触特性在工业生产中的应用十分广泛。颗粒聚团的存在影响着气固相互作用和传热传质,进而影响产品收率和选择性。为了更高效和深入地研究循环流化床内的颗粒聚团现象,本研究利用高速摄像系统对U_(g)=5~9m/s、G... 循环流化床因其优良的气固接触特性在工业生产中的应用十分广泛。颗粒聚团的存在影响着气固相互作用和传热传质,进而影响产品收率和选择性。为了更高效和深入地研究循环流化床内的颗粒聚团现象,本研究利用高速摄像系统对U_(g)=5~9m/s、G_(s)=50~300kg/(m^(2)·s)的二维循环流化床内的流场结构进行了可视化采样。采用k-means机器学习算法辅助图像处理,实现复杂流场中颗粒聚团的识别以及定量表征。结果表明,当U_(g)=9m/s时,随着G_(s)由50kg/(m^(2)·s)增大至300kg/(m^(2)·s),颗粒聚团频率由116Hz增加到327Hz,增长了近2倍。平均颗粒聚团浓度在横向截面中心区域y/Y=0~0.7处分布较为均匀,在y/Y=0.7~0.9的边壁处迅速增大。边壁处平均颗粒聚团浓度的变化幅度约为中心区域的3倍。平均颗粒聚团速度以及平均颗粒等效直径在横向上均表现出相同的变化趋势,均由中心向边壁递减。结合实验数据,对不同聚团参数进行拟合,获得了定量预测各个参数的关联式。对比实验数据与预测数据发现,本实验建立的定量关联式获得的预测结果相对误差均在30%以下。本研究结果定量地揭示了循环流化床内各颗粒聚团特性的分布规律,可以为循环流化床气固流动模型开发和过程强化提供数据参考。 展开更多
关键词 流态化 循环流化床 k-means机器学习 颗粒聚团 预测
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变负荷下循环流化床锅炉内燃烧行为研究进展 被引量：1
6
作者 武振国 杨楚轲 +7 位作者 张守玉 肖红亮 王君峰 吕俊复 柯希玮 吕邦勇 黄健添 梁宁 《煤炭转化》 北大核心 2025年第2期78-91,共14页
“双碳”战略下,煤电是以新能源为主要电源的电网的安全保障,其中循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)燃烧发电技术在煤电深度调峰中担当着重要角色,但其热惯性大,制约了CFB锅炉的变负荷速率。降低粒径、改善燃料燃烧特性等燃烧... “双碳”战略下,煤电是以新能源为主要电源的电网的安全保障,其中循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)燃烧发电技术在煤电深度调峰中担当着重要角色,但其热惯性大,制约了CFB锅炉的变负荷速率。降低粒径、改善燃料燃烧特性等燃烧调控行为可降低CFB锅炉的流动、传热和燃烧等热惯性,对提升CFB锅炉的灵活性具有重要意义。焦炭燃烧是固体燃料燃烧的主要放热过程,通过总结并对比常见的焦炭燃烧速率模型(包括动力/扩散表面反应速率模型、焦炭缩核燃烧模型和Coats-Redfern积分法),得出了焦炭燃烧的影响因素。结果表明:焦炭燃烧速率的主要影响因素为给煤粒径、床温、一二次风氧气体积分数和燃料种类;总结了上述主要影响因素对炉内燃烧速率和其他燃烧行为的影响,降低给煤粒径、升高床温、提高氧气体积分数和改善燃料特性均能改善燃料燃烧过程,提升CFB锅炉变负荷速率;基于粒径、燃料特性等因素对循环流化床炉内燃烧行为的影响,国内外研究者开发了不同技术(包括粉煤循环流化床燃烧(powdered coal circulating fluidized bed combustion,PC-CFB燃烧)和燃料高温预热等技术)以提高CFB锅炉灵活性,亦可采用绿色低碳多元燃料掺烧等技术提高CFB锅炉的升负荷速率。 展开更多
关键词 循环流化床 焦炭燃烧 升负荷速率 粒径 床温 氧气体积分数 燃料特性
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超临界循环流化床锅炉深度调峰时水冷壁流动不稳定特性计算分析 被引量：1
7
作者 李维腾 郭泽瑞 +1 位作者 韩磊 杨冬 《西安交通大学学报》 EI CAS 北大核心 2025年第1期68-77,92,共11页
针对深度调峰时超临界循环流化床锅炉水冷壁管道内的汽液两相流动不稳定问题,提出了一种适用于不同工况的频域法数学模型。通过对质量、能量、动量方程进行小扰动线性化后经拉普拉斯变换得到了用于描述管道内汽液流体流动稳定性的传递函... 针对深度调峰时超临界循环流化床锅炉水冷壁管道内的汽液两相流动不稳定问题,提出了一种适用于不同工况的频域法数学模型。通过对质量、能量、动量方程进行小扰动线性化后经拉普拉斯变换得到了用于描述管道内汽液流体流动稳定性的传递函数,通过图解奈奎斯特图的方法判断管内工质流动的稳定性。然后,通过该模型计算了某350 MW超临界循环流化床锅炉水冷壁管段的不稳定边界并研究了不同参数对流动不稳定特性的影响。计算结果表明:所选回路在20%和50%锅炉最大连续蒸发量负荷发生流动不稳定时,热负荷分别为76.09 kW·m^(-2)和113.52 kW·m^(-2),水冷壁管道流动稳定且安全;入口过冷度对临界热流密度的影响呈非单值性;增大质量流速使流体的进口和出口密度差减小,有利于流动的稳定;增大入口节流系数,可以抑制入口处流量的脉动,有利于流动的稳定;在不同的工况条件下,改变管段倾斜角度会对流动稳定性产生不同的影响。 展开更多
关键词 深度调峰 流动不稳定性 频域法 超临界循环流化床锅炉
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超临界350 MW循环流化床锅炉宽负荷NO_(x)排放特性及控制技术 被引量：1
8
作者 杨敬池 王菁 +2 位作者 王鹏程 王飞 杨凤玲 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第1期78-85,共8页
“双碳”背景下,随着新能源装机容量的持续增加,火电机组逐步从主体性电源向辅助服务型电源转变,由于新能源具有间歇性特点,火电机组需频繁进行变负荷以深度调峰的形式维持电网稳定。为解决深度调峰过程中低负荷下的NO_(x)排放控制这一... “双碳”背景下,随着新能源装机容量的持续增加,火电机组逐步从主体性电源向辅助服务型电源转变,由于新能源具有间歇性特点,火电机组需频繁进行变负荷以深度调峰的形式维持电网稳定。为解决深度调峰过程中低负荷下的NO_(x)排放控制这一行业共性难题,以某超临界350 MW循环流化床锅炉为研究对象,分析深度调峰条件下锅炉机组运行数据,综合床温、煤种特性、固硫剂添加等多方面因素对NO_(x)质量浓度的影响,探究变负荷及中低负荷工况下NO_(x)排放特性及影响机制。研究发现床温的变化与负荷呈正相关,温度降低时挥发分氮的氧化作用明显削弱,减少了NO_(x)的生成;但随着锅炉负荷连续降低,为保持流化状态,密相区过量空气系数增加,导致NO_(x)质量浓度相对中高负荷时更高;同时燃用硫分更高的煤种时,炉内脱硫所需的石灰石量增加,对NO_(x)的催生作用越明显。为控制NO_(x)超低排放,采用分区低氮燃烧技术和上二次风SNCR脱硝技术来进行调节。分区低氮燃烧精细化合理化控制给煤量、布风量分布,合理匹配燃料与空气量使得NO_(x)得到精细化控制;而上二次风SNCR改造技术则在更合适位置喷入还原剂,使得脱硝反应处在较合理的温度区间内,从而提高脱硝效率。结果表明这2种技术可以有效控制低负荷工况下的NO_(x)排放,为火力发电机组在新能源频繁波动的背景下保持稳定运行提供了可行的技术路径,对实现更低的排放水平、保障电网稳定运行具有重要意义。 展开更多
关键词 循环流化床锅炉 宽负荷运行 石灰石对NO_(x)影响 分区低氮控制 二次风SNCR
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超临界循环流化床锅炉变负荷特性模拟
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作者 刘梁 高凯旋 +5 位作者 谢德清 何建乐 黄中 金燕 吕俊复 柯希玮 《热力发电》 北大核心 2025年第7期43-53,共11页
新能源装机占比的不断提高对包括超临界循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉在内的燃煤发电机组灵活性提出了更高要求。以某350 MWCFB锅炉为对象,采用计算颗粒流体动力学(computational particle fluid dynamics,CPFD)方法,... 新能源装机占比的不断提高对包括超临界循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉在内的燃煤发电机组灵活性提出了更高要求。以某350 MWCFB锅炉为对象,采用计算颗粒流体动力学(computational particle fluid dynamics,CPFD)方法,针对变负荷工况下的炉内过程响应特性开展了模拟研究,并探讨了燃烧-循环干预措施对变负荷速率的影响。结果表明:升负荷工况下,低负荷段(30%~50%机组额定负荷)的平均热流密度响应速率比高负荷段(50%以上机组额定负荷)下降约38%;仅看高负荷段,机组降负荷时热流密度响应更快,变化率比升负荷时大31%左右。不同负荷变化幅度下,炉内颗粒悬浮浓度和对流换热强度均可快速响应,而炉内温度的变化略显滞后,说明CFB锅炉更依赖传热系数的变化实现热量传递的快速调节。采用燃烧干预,如将40%的原给煤替换成百微米级的细煤颗粒,能够有效加快炉膛温度的变化,升负荷时高负荷段平均热流密度响应速率提高约43%,低负荷段也提升了近16%。此外,采用循环干预,即在升负荷时额外添加一定量的细床料,可使颗粒悬浮浓度在短时间内快速增加,从而有效提高受热表面传热率的响应速率;若进一步给入热细床料(如通过循环灰热储-回送方式),升负荷时高负荷段炉内平均热流密度响应速率可提高约31%,低负荷段也可提升13%左右。研究结果探明了CFB锅炉变负荷时的炉内响应机制,验证了循环-燃烧干预提高机组变负荷速率的可行性,为深入挖掘超临界CFB锅炉的灵活性潜力、改善其变负荷能力提供了参考。 展开更多
关键词 循环流化床锅炉 炉内过程 响应特性 燃烧干预 循环干预 数值模拟
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350 MW超临界循环流化床机组压火调峰试验研究
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作者 佟博恒 李玉 +8 位作者 马乐乐 许永伟 赵彬彬 杨军 杨雪婷 李金晶 程亮 黄中 吕俊复 《热力发电》 北大核心 2025年第7期82-90,共9页
循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉具有热惯性大、蓄热能力强的特点,可以实现近零出力的压火调峰。然而,目前业内对于大型CFB机组压火调峰相关试验研究较少,缺乏压火调峰期间关键参数变化和相关控制策略的研究。对此,以某3... 循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉具有热惯性大、蓄热能力强的特点,可以实现近零出力的压火调峰。然而,目前业内对于大型CFB机组压火调峰相关试验研究较少,缺乏压火调峰期间关键参数变化和相关控制策略的研究。对此,以某350 MW超临界CFB锅炉为对象,完成了压火调峰试验,研究了机组压火期间重要参数变化规律,提出了锅炉给水流量和汽轮机综合阀位控制策略优化方案,旨在保障机组运行安全性的前提下最大化压火调峰时间。试验结果表明:优化后超临界CFB机组可以实现85 min机组负荷5~8 MW的压火调峰;试验期间锅炉全程维持干态运行,主、再热蒸汽温度从566.0、553.0℃下降至482.0、472.0℃,平均下降速率为0.99、0.95℃/min;锅炉平均床温从875.8℃下降至730.9℃,平均下降速率为1.70℃/min;试验过程中,高压缸排汽温度最高为380.0℃,调节级蒸汽温度高于内缸内壁温度,锅炉水冷壁及水冷中隔墙出口壁温偏差随压火时间逐渐减小,最高为97.5℃。研究结果证明了超临界CFB机组小时级压火调峰的可行性,可为同类型机组的工程实践提供参考。 展开更多
关键词 超临界 循环流化床锅炉 压火调峰 干态运行 床温
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提升管压降对循环流化床轴向颗粒浓度分布及循环流率的影响
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作者 元泽民 马素霞 +2 位作者 赵贯甲 杨海瑞 岳光溪 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第13期5185-5193,I0021,共10页
当前循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉频繁参与电网灵活性调峰,需从理论角度深刻理解CFB提升管压降对其轴向颗粒浓度分布及循环流率特性的影响。该文设计并搭建提升管高度20 m的全回路、弱约束出口CFB冷态实验平台,选取... 当前循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉频繁参与电网灵活性调峰,需从理论角度深刻理解CFB提升管压降对其轴向颗粒浓度分布及循环流率特性的影响。该文设计并搭建提升管高度20 m的全回路、弱约束出口CFB冷态实验平台,选取平均粒径为190μm的石英砂颗粒作为床料,控制表观气速为4、5、6 m/s,获得提升管压降约1.5~9.0 kPa范围内提升管内颗粒浓度整体和局部分布特征,以及颗粒循环流率Gs、密相区颗粒浓度与Gs的关系。结果表明,对于本粒径床料,在4、5、6 m/s表观气速下,随着提升管压降分别增大至约5.5、6.5、7.5 kPa时,提升管内物料流化状态由气力输送转变为快速流化状态,底部逐渐出现明显的密相区,上部稀相区颗粒浓度相应地逐渐增大直至基本不变;对于颗粒循环流率,当提升管压降超过流态转变对应值后,循环流率基本不再增大,此时达到了气流最大携带能力。可知,提升管压降对颗粒浓度分布和循环流率有显著影响,合理控制提升管压降可以优化CFB锅炉运行效率和稳定性。 展开更多
关键词 循环流化床 提升管压降 轴向颗粒浓度分布 循环流率
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循环流化床锅炉纯氨燃烧排放特性模拟
12
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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斜管强化循环结团造粒流化床处理水质多变地表水中试研究
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作者 薛章哲 胡瑞柱 +1 位作者 李凯 黄廷林 《水处理技术》 北大核心 2025年第7期113-117,124,共6页
为进一步提高循环结团造粒流化床对季节性水质多变地表水的处理效能,在流化床出口处增设斜管强化沉淀区,通过中试试验考察了改进型循环结团造粒流化床对高浊、低浊、高藻原水的处理效果。结果表明,对于低浊(8~15 NTU)和高浊(500~2000 N... 为进一步提高循环结团造粒流化床对季节性水质多变地表水的处理效能,在流化床出口处增设斜管强化沉淀区,通过中试试验考察了改进型循环结团造粒流化床对高浊、低浊、高藻原水的处理效果。结果表明,对于低浊(8~15 NTU)和高浊(500~2000 NTU)原水,在水力上升负荷28~70 m/h条件下,流化床出水浊度可稳定在3 NTU以下,斜管强化区出水浊度进一步下降至1.5 NTU以下,对COD_(Mn)和UV_(254)的去除率分别为(45±3.9)%和(50±2.3)%;原水藻密度为2000~2700万个/L、水力上升负荷42 m/h条件下,斜管沉淀强化循环结团造粒流化床出水藻密度为260~330万个/L,去除效率显著高于水力上升负荷9 m/h的常规混凝沉淀工艺。斜管强化循环结团造粒流化床具有出水水质好、水质适应性强、设备占地面积小的优点,在水质多变村镇地表水处理中有较好的应用前景。 展开更多
关键词 循环结团造粒流化床 斜管强化 高浊水 高藻水 村镇供水
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350 MW超临界循环流化床煤电机组启停调峰试验
14
作者 宋海峰 王君峰 +6 位作者 安仲红 兰文祥 常健 郭金亮 郎丽萍 柯希玮 吕俊复 《热力发电》 北大核心 2025年第7期63-70,共8页
随着我国新能源发电装机规模的快速增长,煤电调峰能力不足的问题日益凸显。为了挖掘超临界循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)燃煤发电机组的启停调峰能力,以某350 MW超临界CFB机组为研究对象,开展了压火热备与快速启停的试验... 随着我国新能源发电装机规模的快速增长,煤电调峰能力不足的问题日益凸显。为了挖掘超临界循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)燃煤发电机组的启停调峰能力,以某350 MW超临界CFB机组为研究对象,开展了压火热备与快速启停的试验研究。试验结果表明,超临界CFB机组在压火时能够快速达到近零负荷(平均负荷变化率接近10%Pe/min),之后维持热备状态达108 min。压火后,锅炉迅速转入湿态运行,主蒸汽压力以0.13 MPa/min的速度快速下降。通过合理控制给水流量,水冷壁和水冷屏工质温度及壁温均保持稳定。残炭燃烧释放热量使压火期间床温下降缓慢,同时为扬火提供了有利条件。在扬火阶段,机组能够迅速启动,NO_(x)排放质量浓度瞬时峰值达101 mg/m^(3),但小时均值稳定在50 mg/m^(3)以下。在整个试验期间,SO_(2)排放质量浓度始终低于35 mg/m^(3),污染物满足超低排放要求。汽轮机和发电机在压火热备及启停期间的各项参数均处于正常范围内。主蒸汽压力下降速度过快和主蒸汽温度过热度较低是限制本次试验压火时长的主要因素。研究结果为更高参数的超(超)临界CFB机组启停调峰提供了借鉴。 展开更多
关键词 超临界 循环流化床锅炉 调峰 压火热备 快速启停
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超超临界循环流化床锅炉主燃料跳闸及锅炉跳闸动态特性仿真
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作者 李果 陶翔宇 +7 位作者 张宗龙 杨晨 邓启刚 聂立 何维 李维成 鲁佳易 巩李明 《重庆大学学报》 北大核心 2025年第7期94-103,共10页
为研究超超临界循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉在触发主燃料跳闸(main fuel trip,MFT)和锅炉跳闸(boiler trip,BT)时的动态特性,在Apros仿真平台上建立了660 MW超超临界循环流化床锅炉仿真模型,分别在100%BMCR(boiler m... 为研究超超临界循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉在触发主燃料跳闸(main fuel trip,MFT)和锅炉跳闸(boiler trip,BT)时的动态特性,在Apros仿真平台上建立了660 MW超超临界循环流化床锅炉仿真模型,分别在100%BMCR(boiler maximum continuous rating)、75%THA(turbine heat acceptance)和50%THA工况下燃煤时对MFT和BT进行动态仿真。结果表明,在50%THA工况下,锅炉触发MFT与BT后汽水分离器很快由干态转为湿态运行,MFT、BT复位后逐渐由湿态转为干态运行。频繁干、湿态转换会增大汽水分离器热应力,影响设备寿命与安全,应避免在低负荷下触发锅炉MFT与BT。 展开更多
关键词 超超临界 循环流化床锅炉 主燃料跳闸 锅炉跳闸 动态仿真
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水煤浆循环流化床燃烧飞灰特性研究
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作者 张代鑫 张国庆 +4 位作者 刘海军 黄涌波 杜善周 樊保国 黄中 《太原理工大学学报》 北大核心 2025年第1期25-33,共9页
【目的】准格尔煤燃烧后灰渣中Al_(2)O_(3)含量超过45%,具有重要的资源综合利用价值。为解决传统循环流化床锅炉燃用准格尔煤时飞灰活性差、Al_(2)O_(3)提取效率低等问题,提出采用水煤浆循环流化床燃烧方式改善灰渣特性。【方法】利用3... 【目的】准格尔煤燃烧后灰渣中Al_(2)O_(3)含量超过45%,具有重要的资源综合利用价值。为解决传统循环流化床锅炉燃用准格尔煤时飞灰活性差、Al_(2)O_(3)提取效率低等问题,提出采用水煤浆循环流化床燃烧方式改善灰渣特性。【方法】利用3 MW循环流化床燃烧试验台研究了给料方式、运行氧量、床温、一次风率等对飞灰可燃物含量的影响,并利用比表面积及孔径测定仪、扫描电镜、X射线荧光光谱仪,X射线衍射仪等对不同粒径飞灰成分和微观形貌进行分析。【结果】结果表明:随着床温、运行氧量、一次风率的增加,飞灰可燃物含量逐渐减小;水煤浆粒化燃烧的飞灰可燃物含量明显低于未粒化。飞灰中可燃物主要存在于40μm以下颗粒,随着飞灰粒径的减小,可燃物含量逐渐增加;小颗粒飞灰大部分是由孔隙结构不发达的颗粒构成,可燃物含量较高;随着飞灰粒径的增大,飞灰比表面积和总孔容逐渐减小,平均孔径逐渐增大,粒化末煤浆的总孔容和平均孔径要小于精煤浆;对灰样进行成分分析,发现随着粒径的减小,Al_(2)O_(3)的含量逐渐增大,15μm以下粒径段飞灰中Al_(2)O_(3)的含量达到51.77%;对灰样进行物相检索和半定量分析,活性较好的γ-Al_(2)O_(3)峰随着粒径的增大逐渐减弱,莫来石含量随着粒径的增大逐渐增加,使飞灰的提铝效率降低。总体来看,粒径小于50μm的飞灰中Al_(2)O_(3)的含量更高同时莫来石含量更少,更适合作为提铝工艺原料。 展开更多
关键词 准格尔煤 水煤浆 循环流化床 灰渣提铝 灰渣综合利用
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循环流化床固硫灰-矿粉复合胶凝材料的性能、水化产物及其应用
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作者 闵锐 刘馨怡 +3 位作者 杨甜甜 王思莹 刘文欢 李辉 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第5期1813-1823,共11页
循环流化床固硫灰(CFBFA)造成的资源浪费和环境污染问题日益严重,对其资源化利用迫在眉睫。本文采用电石渣(CS)和脱硫石膏(DG)协同激发CFBFA和矿粉(GBFS),制备低碳胶凝材料并应用于路面混凝土。研究表明,随着CFBFA掺量的增加,CFBFA-GBF... 循环流化床固硫灰(CFBFA)造成的资源浪费和环境污染问题日益严重,对其资源化利用迫在眉睫。本文采用电石渣(CS)和脱硫石膏(DG)协同激发CFBFA和矿粉(GBFS),制备低碳胶凝材料并应用于路面混凝土。研究表明,随着CFBFA掺量的增加,CFBFA-GBFS复合胶凝材料3、7 d力学强度呈逐渐降低的趋势,28 d力学强度呈先增大后减小的趋势。当CFBFA掺量为40%(质量分数,下同)时,CFBFA-GBFS复合胶凝材料28 d抗折强度、抗压强度最高,分别为7.4和32.8 MPa。当CFBFA掺量由30%提高到70%时,CFBFA-GBFS复合胶凝材料的初凝时间由447 min延长到753 min,终凝时间由549 min延长到802 min。试件28 d干缩率在CFBFA掺量为50%时最大,为0.031%。CFBFA-GBFS复合胶凝材料的水化产物主要有水化硅铝酸钙(C-A-S-H)凝胶和钙矾石(AFt)。C-A-S-H凝胶和针棒状AFt在空间交错生长,细化材料内部孔隙,有利于强度的提高。采用CFBFA掺量为30%的胶凝材料制备路面混凝土,路面混凝土的28 d弯拉强度和抗压强度分别可达到4.8和43.0 MPa,达到了中级荷载路面混凝土的标准。 展开更多
关键词 循环流化床固硫灰 力学性能 水化特性 路面混凝土 协同激发
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燃煤循环流化床零碳燃料掺烧技术研究进展
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作者 谭睿泽 宋国良 +1 位作者 宋维健 徐一 《热力发电》 北大核心 2025年第8期27-41,共15页
燃煤电厂掺烧零碳燃料是实现电力行业低碳排放的重要路径之一,目前常见的掺烧零碳燃料有生物质、氨气与氢气等。针对燃煤循环流化床(circulatingfluidizedbed,CFB)锅炉掺烧零碳燃料的相关研究展开论述,通过分析CFB锅炉掺烧零碳燃料的技... 燃煤电厂掺烧零碳燃料是实现电力行业低碳排放的重要路径之一,目前常见的掺烧零碳燃料有生物质、氨气与氢气等。针对燃煤循环流化床(circulatingfluidizedbed,CFB)锅炉掺烧零碳燃料的相关研究展开论述,通过分析CFB锅炉掺烧零碳燃料的技术原理和优势,结合生物质、氨、氢燃料特性和掺烧研究进展,探讨CFB锅炉掺烧零碳燃料技术未来的技术挑战和发展趋势,为实现燃煤锅炉低碳排放提供理论和技术支持。基于CFB锅炉的流态化燃烧特性,分析了3种零碳燃料的基本燃料特性、掺烧后燃烧特性及排放特性、存在问题以及未来发展方向。尽管3种零碳燃料掺烧时均存在一定的局限性与技术挑战,但通过气-固流场组织、燃料或空气深度分级、耦合其他技术对燃烧过程进行优化和污染物排放控制,燃煤CFB锅炉掺烧零碳燃料将是一条可行的碳减排路线。这将有助于开发新一代CFB锅炉灵活低碳燃煤发电技术,为“双碳”目标下促进能源结构低碳转型提供技术支撑。 展开更多
关键词 循环流化床 零碳燃料掺烧 生物质燃料 氨燃料 氢燃料
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基于XGBoost的小型循环流化床锅炉吹灰方案优化
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作者 付周 邹恒斐 袁景淇 《控制工程》 北大核心 2025年第5期891-896,共6页
对锅炉换热器进行周期性吹灰是提高锅炉热效率、保证锅炉安全运行的重要手段。以某75 t/h循环流化床锅炉为例,提出了低温段对流换热器积灰系数计算方法,将计算得到的积灰系数及部分锅炉测点数据作为输入变量,基于XGBoost算法建立锅炉热... 对锅炉换热器进行周期性吹灰是提高锅炉热效率、保证锅炉安全运行的重要手段。以某75 t/h循环流化床锅炉为例,提出了低温段对流换热器积灰系数计算方法,将计算得到的积灰系数及部分锅炉测点数据作为输入变量,基于XGBoost算法建立锅炉热效率估计模型,调用积灰系数历史数据生成改变吹灰周期时的积灰系数曲线,利用锅炉热效率估计模型计算改变吹灰周期对热效率的影响,进而确定改进的吹灰方案。寻优仿真结果表明,该锅炉在测试时段内每8 h一次吹灰时的吹灰收益增量最大。上述方法对制定智能吹灰策略有潜在的应用价值。 展开更多
关键词 小型循环流化床锅炉 低温段对流换热器 锅炉热效率 XGBoost 吹灰方案
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循环流化床锅炉受热面激光表面强化技术研究进展
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作者 张德运 郑亚风 +5 位作者 安原龙 王贺超 冯亦武 张盼盼 张群莉 姚建华 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第7期172-184,共13页
随着工业化进程的加速,循环流化床(Circulating Fluidized Bed,CFB)锅炉作为关键的能源转换设备,在众多工业应用中发挥着至关重要的作用。然而,CFB锅炉的受热面在长期运行中常遭受磨损和腐蚀,这不仅降低了运行效率,还缩短了其使用寿命... 随着工业化进程的加速,循环流化床(Circulating Fluidized Bed,CFB)锅炉作为关键的能源转换设备,在众多工业应用中发挥着至关重要的作用。然而,CFB锅炉的受热面在长期运行中常遭受磨损和腐蚀,这不仅降低了运行效率,还缩短了其使用寿命。为了应对这一挑战,激光表面强化技术以其显著的优势,逐渐成为提升锅炉受热面性能的有效解决方案。综合评估了激光表面强化技术在提高CFB锅炉受热面耐磨和耐蚀性能方面的有效性,并对其在工业应用中的潜力和面临的挑战进行了深入探讨。首先概述了激光表面强化技术的基础原理和关键方法,包括激光淬火、激光重熔、激光合金化、激光冲击强化和激光熔覆等。这些技术能够在材料表面形成具有高硬度和高耐磨性的涂层,从而显著延长锅炉部件的使用寿命,增强其可靠性。进一步地,分析了这些技术在实际工业应用中的效果,证实了激光表面强化技术不仅能显著提升材料的表面硬度和耐磨性,还能通过产生残余压应力层来增强材料的耐腐蚀性。此外,该技术还具备非接触性、强可控性和强化效果显著等优点。尽管如此,激光表面强化技术在推广过程中仍面临一些挑战,包括对工艺参数的精确控制、成本控制以及技术的复杂性等。针对这些挑战,未来的研究将集中于技术的优化,包括开发高精度自动化控制系统、研究新型合金粉末和添加剂,以及探索更经济高效的激光设备和技术方案。文章还探讨了激光表面强化技术在工业环境中的适应性及其潜在的创新应用前景,为学术.界提供了新的交流视角,并对未来的发展趋势进行了展望,指出了研究方向。随着技术的持续进步和成本的降低,预计激光表面强化技术将在工业领域获得更广泛的应用,对提升能源转换效率和促进环境保护具有重要意义。综上所述,激光表面强化技术为CFB锅炉受热面的改进提供了一种有效的策略,有望在未来的工业应用中发挥更加关键的作用,为实现能源的高效利用和环境的可持续发展做出积极贡献。 展开更多
关键词 循环流化床锅炉 耐磨耐蚀 激光淬火 激光重熔 激光合金化 激光冲击强化 激光熔覆
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