电厂优化配煤及燃煤添加剂研究

论文摘要

我国燃煤电厂主要燃用劣质煤,随着能源日渐紧缺,电厂燃煤煤质波动较大且整体趋劣。利用各种煤在性质上的差异,通过配煤实现相互取长补短,发挥各个参与掺混的单煤的优点是解决电厂锅炉对煤质适应性的有效方法之一。目前,为了满足国家严格的污染物排放标准,电厂采取炉内脱硝技术和烟气脱硝技术以满足氮氧化物(NOx)的排放要求,但是同时会带来燃烧效率的下降或者厂用电率的增加,为解决此问题,燃煤添加剂成为研究热点之一。因此,本文围绕电厂优化配煤以及燃煤添加剂对燃煤燃烧特性和排放特性的研究来展开。对A电厂的19种单煤进行了常规分析和热重分析,按照配煤原则,对除灰熔点以外的其他参数加权平均,通过支持向量机和网格搜索对混煤灰熔点进行预测,经验证预测误差较小,按照价格排序符合A电厂燃烧的混煤煤种及掺混比例,通过数值模拟NOx排放符合要求。改善了煤质变化给燃煤电厂带来的安全与经济运行问题。在贫煤、烟煤和褐煤等不同煤种中添加了以MMT起主要作用的乳浊液,进行了热重分析、管式炉试验和沉降炉试验以分别分析添加剂对燃煤燃烧特性、NOx排放特性和综合特性的影响。通过研究从3个试验分别得到该添加剂可以催化焦炭的燃烧,可以还原焦炭NOx,可以同时降低飞灰含碳量和NOx排放。综合分析3个试验可以推测添加剂MMT的分解产物作为催化剂不但催化了焦炭的燃烧,同时催化了C或者CO等对NO的还原。在电厂中实际应用在降低NOx的同时可以减少灰渣含碳量,提高燃烧效率,可以实现节能和减排的结合。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 图目录
• 表目录
• 符号表
• 1. 绪论
• 1.1. 引言
• 1.2. 配煤技术国内外研究现状
• 1.2.1. 混煤的煤质特性、燃烧特性和经济性
• 1.2.2. 混煤的结渣特性
• 1.3. 煤燃烧氮氧化物的生成与分解
• 1.3.1. NOx的生成与危害
• 1.3.2. NOx的分类与机理
• 1.3.3. NOx的还原与破坏
• 1.4. 低NOx燃烧技术与电厂效率
• 1.4.1. 空气分级燃烧技术
• 1.4.2. 燃料分级燃烧技术
• 1.4.3. 低NOx燃烧器
• 1.4.4. 低氧燃烧技术
• 1.4.5. 烟气再循环技术
• 1.4.6. 电厂效率
• 1.5. 添加剂催化还原降低NOx
• 1.6. 本文主要研究内容和目的
• 2. A电厂参与掺混煤种的常规分析和热重分析
• 2.1. 引言
• 2.2. 单煤的常规分析
• 2.2.1. 单煤的工业分析
• 2.2.2. 单煤的元素分析
• 2.2.3. 单煤的灰熔点和发热量分析
• 2.2.4. 单煤的灰成分分析
• 2.3. 单煤的热重分析
• 2.3.1. 单煤的燃烧分布曲线
• 2.3.2. 单煤的表观反应动力学
• 2.3.3. 单煤的热解曲线
• 2.3.4. 单煤的燃尽率曲线
• 2.4. 本章小结
• 3. A电厂煤的掺配
• 3.1. 引言
• 3.2. 煤的掺混原则
• 3.3. 支持向量机和网格搜索
• 3.3.1. 支持向量机
• 3.3.2. 网格搜索
• 3.4. 煤灰熔点支持向量机模型、寻优及预测
• 3.4.1. 单煤的灰熔点模型及寻优
• 3.4.2. 混煤的灰熔点预测
• 3.5. 煤种掺混结果
• 3.6. 混煤在A电厂300MW机组的燃烧模拟
• 3.6.1. A电厂300MW机组建模
• 3.6.2. A电厂300MW机组设计工况模拟
• 3.6.3. A电厂300MW机组混煤燃烧模拟
• 3.6.4. 模拟结果
• 3.7. 本章小结
• 4. 燃煤添加剂热重分析
• 4.1. 引言
• 4.2. 试验煤样和试验工况
• 4.3. 试验数据处理
• 4.3.1. 燃烧分布曲线
• 4.3.2. 热解曲线比较
• 4.3.3. 混合均匀性的确定
• 4.3.4. 试验结论
• 4.4. 本章小结
• 5. 燃煤添加剂管式炉试验
• 5.1. 引言
• 5.2. 试验台架和试验参数
• 5.2.1. 试验台架
• 5.2.2. 试验煤种与试验参数
• 5.3. 试验结果与分析
• 5.3.1. 添加MMT对燃煤NOx瞬时排放浓度和累计排放浓度的影响
• 5.3.2. 不同温度下燃煤添加MMT对NOx排放的影响
• 5.3.3. 不同添加比例下燃煤添加MMT对NOx排放的影响
• 5.4. 本章小结
• 6. 燃煤添加剂沉降炉试验
• 6.1. 引言
• 6.2. 试验台架和试验参数
• 6.2.1. 试验台架
• 6.2.2. 试验煤种与试验参数
• 6.3. 试验结果与分析
• 6.3.1. 添加MMT对飞灰含碳量的影响
• 6.3.2. 不同添加比例对试验煤种飞灰含碳量的影响
• 6.3.3. 不同温度对飞灰含碳量的影响
• 6.3.4. 添加MMT对NOx排放的影响
• 6.3.5. 不同添加比例对NOx排放的影响
• 6.3.6. 不同温度对NOx排放的影响
• 6.3.7. 燃尽率分析
• 6.4. 试验反应机理探索
• 6.5. 本章小结
• 7. 全文总结及工作展望
• 7.1. 本文的主要内容和结论
• 7.2. 本文的创新点
• 7.3. 本文的不足及下一步工作的展望
• 参考文献
• 硕士期间发表的论文
• 致谢