联合循环电站改造为整体煤气化联合循环的粗煤气冷却

研究了将PG9351FA燃气-蒸汽联合循环电站改造为整体煤气化联合循环(IGCC)时的粗煤气冷却方式,以及煤气冷却过程副产蒸汽的利用方式.改造的IGCC电站以输运床气化炉为气源,考虑了燃气轮机改烧中低热值煤气后的喘振裕度和出力限制,以及NOx排放的限制.根据粗煤气冷却方式及副产蒸汽利用方式的不同,构建并比较了4种改造方案.研究表明:通过将透平初温降低100℃,可保证燃气轮机燃烧热值为6.5MJ/m3的煤气,同时可保证压气机喘振裕度的减小量不超过10%;采用全热回收方式冷却粗煤气,且由饱和蒸汽轮机来消纳粗煤气冷却过程中副产蒸汽的改造方案的供电效率最高,为42.3%.     

低热值气体燃料的燃烧特性分析

考虑到低热值燃气的热值和成分均不稳定,对低热值气体中所含有的可燃气体H2,CO,CH4的燃烧特性进行了研究,在理论上提出了一种可行性解决方法,即:燃气轮机在燃烧低热值气体燃料时,可以根据可燃气体成分的变化情况,添加一定量的H2,CO,CH4中的一种或几种,使燃烧可以稳定进行.同时也列举出了燃气轮机燃烧低热值气体所存在的其它问题,并提出了可行性解决方法.     

如何采用煤气化联合循环发电(IGCC)技术

整体煤气化联合循环(IGCC-IntegratedGasificationCombinedCycle)发电系统,是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。它由两大部分组成,即煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分。第一部分的主要设备有气化炉、空分装置、煤气净化设备(包括硫的回收装置),第二部分的主要设备有燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统。IGCC的工艺过程如下:煤经气化成为中低热值煤气,经过净化,除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物,变为清洁的气体燃料,然后送入燃气轮机的燃烧室燃烧,加热气体工质以驱动燃气透平作功,燃气轮机排气进入余热锅炉加热给水,产生过热蒸汽驱动蒸汽轮机作功。IGCC技术把高效的燃气-蒸汽联合循环发电系统与洁净的煤气化技术结合起来,既有高发电效率,又有极好的环保性能,是一种有发展前景的洁净煤发电技术。在目前技术水平下,IGCC发电的净效率可达43%～45%,今后可望达到更高。而污染物的排放量仅为常规燃煤电站的1/10,脱硫效率可达99%,二氧化硫排放在25mg/Nm3左右。(目前国家二氧化硫为1200mg/Nm3),氮氧化物排放只有常规电站的15%￣20%,...     

浅析燃气在钢铁联合企业的综合利用

介绍了燃气在钢铁企业的综合利用,比较了钢铁企业副产燃气的热值和各工序对燃气的要求,分析了钢铁企业副产燃气的特点以及钢铁企业燃气用户的使用特点,指出有针对性地选择合适的燃气和燃烧器,充分利用钢铁企业的副产燃气是非常重要的,不仅可以节约大量的燃料,也可以消除大量放散煤气现象,极大地改善环境。     

水煤气型两段炉减亏增效方案探讨

本文提出不将两段炉产出的废气燃烧利用,而是将废气与煤气直接混合,混合后的低热值煤气再同液化石油气按热值要求掺混成合格城市燃气的方案。对方案的经济性以及方案实施所面临的问题做了逐一讨论。     

煤气锅炉稳燃堆的研究与应用

分析煤气锅炉燃烧火焰不稳定因素及存在的危害,研究应用稳燃堆技术,有效提高煤气锅炉燃烧稳定性、安全性及燃烧效率.     

钢厂300MW CCPP机组燃气轮机低热值运行技术

为了减少焦炉煤气用量,对300 MW的M701S(F)型燃气蒸汽联合循环发电机组进行高炉煤气和焦炉煤气掺烧调整试验。通过燃气轮机进口燃料热值自动控制,在保证机组运行稳定的条件下,分析燃料热值与机组负荷之间的关系,改进控制策略,从而实现减少焦炉煤气掺混量,降低发/供电燃料成本,提高机组创效能力。实际运行结果表明,通过采取切实有效的控制策略和技术措施,减少焦炉煤气掺混量降低发电燃料成本的方案可行。     

新型双工质平面叶栅冷却试验风洞设计

针对重型燃气轮机高温涡轮叶片的双工质冷却技术,设计建造了研究双工质冷却新原理,高效气膜冷却机理及叶片综合冷却特性的叶栅试验平台。该平台由压缩机、蒸汽发生器分别提供空气源和蒸汽源,可以进行叶片双工质冷却情况下的叶片综合冷却特性研究及相关扩展研究。从而揭示叶片内冷却工质的流量压力分配关系,气膜冷却效率以及叶片特定冷却结构下的综合冷却特性,为新型双工质冷却叶片的设计提供试验验证支持。     

极低挥发分无烟煤预燃室的初步试验研究

一、前言以福建加福煤为代表的极低挥发分无烟煤的着火温度高,反应能力极差,其着火、稳燃和燃尽都很困难,必须加油或加煤气助燃,被各国公认为世界上最难烧的煤种之一。电站锅炉燃用该种煤时,普遍存在着锅炉效率低、燃烧的安全和经济性差、煤耗和助燃油耗高的问题。     

温度对天然焦蒸汽气化特性的影响

在小型流化床实验装置(φ50 mm、高1.6 m)上,考察了温度对沛城煤矿天然焦蒸汽气化产气量、碳转化率、煤气热值和煤气组分的影响,并与ASPEN PLUS模拟结果进行了对比.实验结果表明:反应温度是影响气化反应的主要因素,温度升高,煤气组分中H2和CO2含量下降,CO含量增加;当气化反应温度从850 ℃提高到1 000 ℃,碳转化率从10.25%提高到47.76%,产气量增加了4.3倍;H2和CO2的含量由63.0%和25.0%减少到59.8%和20.2%,CO含量由9.6%增加到18.5%;煤气热值从8.87 MJ/m3增加到了9.33 MJ/m3.应用ASPEN PLUS软件模拟天然焦-蒸汽气化反应过程,同时考虑碳转化率,其模拟结果与实验数据接近,误差在可接受范围内,因此ASPEN PLUS模拟对系统设计与优化具有参考意义.     

煤气化循环发电系统的主要组成及特点

煤气化联合循环(IGCC)发电技术是将高效的燃气-蒸汽联合循环发电系统与煤气化技术相结合,既有高效的发电效率,又环保节能,同时还可以组成多联产系统等优点,是一种先进的发电技术,受到了世界各国的高度重视。本文概述了IGCC发电系统的组成、优缺点,指出IGCC发电技术系统的复杂化以及造价成本偏高是影响IGCC发电站推广的主要因素。煤气化联合循环(In-tegrated Gasification Combined Cycle,IGCC)发电技术是指煤在气化炉内和氧气、水蒸气反应产生粗煤气,再经过净化装置对粗煤气进行脱硫、脱硝、除尘等其它大气污染物,将粗煤气变为洁净的气体燃料,燃烧后推动燃气轮机进行发电,并且将高温粗煤气、烟气和水进行热交换,在废热锅炉内产生高温高压水蒸汽推动蒸汽轮机发电,这不仅提高了煤的利用效率,还具有优良的环保性能,为煤的洁净燃烧带来了光明。因此,煤气化联合循环发电技术被认为是21世纪最有发展前途的洁净煤发电技术。     

蒸汽燃气联合透平装置的研究

作者建议了一个蒸汽燃气联合循环,它与一般的两级压缩、中间冷却、两级燃烧及膨胀,并具有回热设备的纯燃气轮机循环相比,具有三大优点:1.在同样的回热器面积的基础上,其它设备要小些,而轴上效率则要高得多;2.在局部负荷时,效率要好些;3.轴上效率受到压力损耗的影响较小,因此对于使用固体燃料更有希望.作者认为在燃烧低质液体燃料及不装备笨重的锅炉设备和大量冷却水的条件下,它的效率是现时所有循环中最高的.因此,这个循环,最适用于机车动力机,其效率可达30%(轴上)或以上.以低质液体燃料来工作时,作者认为所建议的循环,基本上已成熟到试行设计或试制试用机车的阶段.要扩大这个循环的应用,最好能使用固体燃料,由于优点(3),比之一般的纯燃气轮循环,它的希望比较的大,困难比较容易克服,作者在附录中,对于如何使用固体燃料,也作了一些讨论,但关于后一方面的问题,需要作若干实验来摸索和证实.一、现有基本燃气轮机循环的简述,其热效率及其与内燃机及蒸汽透平厂的比较二、现有的各种特殊类型的燃气轮机厂的简述,内燃机皮蒸汽动力厂的联合装置三、所建议的蒸汽燃气联合循环装置四、所建议的循环装置的分析和比较五、现有的使用固体燃料的方法和应用于所建议的联合循环的讨论六、所建议循环应用于机车的某些估计七、如何作再进一步的研究及小结八、参考文献九、后记     

二次进气角度对固冲发动机掺混燃烧的影响

采用k-ε二方程湍流模型和有限速率涡耗散化学反应模型,对30°和45°两种二次进气角度下的固体火箭冲压发动机补燃室内的掺混燃烧进行了数值模拟,并与实验结果进行对比,结果显示:增大二次进气角度,补燃室头部回流区的漩涡强度增加,从而增强了空气与一次燃气的掺混效应,进而提高了燃烧效率,但若过度地增大二次进气角度会造成补燃室总压损失加大,因此在选择固冲发动机二次进气角度时,需综合考虑其对燃烧效率和总压损失的影响。     

预燃室天然气发动机通道参数的模拟研究

为探索预燃室通道结构对胜动12V190型燃气发动机燃烧特性的影响,利用CONVREGE软件,对多种预燃室通道参数下发动机燃烧过程进行模拟。结果表明:当β数一定时,通道数太少会使得主燃烧室火焰周向传播时间太长,而通道数目过多则火焰径向速度下降,其最佳通道数为4;当通道数一定时,β数过小则主燃烧室火焰偏向燃烧室底部,β数过大则火焰偏向燃烧室顶部,其最佳β数为0.35。且发动机的指示功率随通道数和β值的增加先增加后减少,而NOx排放率则随通道数和β值的增加先降低后增加。综合比较,选取β值为0.35的4通道方案,相对于采用均质混合气燃烧方式的原型机,该方案显著提高了燃烧速率,指示功率提高14.1%,NOx排放率分别降低41.5%。     

玉米秸秆成型燃料在复合式固定床中的气化试验

本文利用复合式固定床中试装置,通过调整一次空气量、二次空气量、进料量等参数,控制各反应区温度和反应深度,对玉米秸秆成型燃料进行了气化试验研究。试验结果表明,复合式固定床对成型燃料具有较好的适应性,炉内各区的温度分布合理,各区实现了稳定的化学反应平衡,气化效率达75.4%;二次风量的大小对气体燃烧区燃烧温度、产气热值的变化影响明显;通过焦油裂解区的高温温度场能够实现燃气中焦油在炉内较为完全的裂解,所产燃气具有较高的热值。     

动力系四项科研通过鉴定

12月中旬,动力系四项科研成果先后通过湖北省科委主持的正式鉴定,这四项成果分别由钱壬章教授、叶树椿教授、陈迪训副教授和朱策民副教授主持研究完成.这四项成果都是由省科委资助的自然科学基金项目,分别是:“新型蒸汽煤气流化床气化过程研究”、“现有动力用空气压缩机节能改造、提高性能的机理研究”、“高浓度煤粉燃烧器和燃烧机理研究”、“谷壳流化床流化特性研究”.参加鉴定会的专家、教授们在听取了有关研究工作总结和参观实验研究装置之后,进行了充分的讨论,对上述成果给予了高度评价.“新型蒸汽煤气流化床气化过程研究”注重对关键技术问题——颗粒循环量进行了多种影响因素的冷态实验研究,所建立的理论模型与实验数据相符合.所研制的气化炉型是对国际上Co-gas炉型的改造和发展,国内尚未见有类似研究的报道,该项研究被鉴定为“居国内领先水平”.这种新型炉结构新颖、紧凑,可利用粉煤和劣质煤.由这种炉产生的中热值煤气可作为城市煤气使用,也可应用于工业燃烧装置以及燃气轮机等动力装置,还可作为氮肥工业的原料气,为我国煤气工业开辟了新的发展途径,具有良好民用和工业应用前景.     

微燃燃烧室流场结构及燃烧特性的初步优化

为了改进微型燃气轮机结构,优化燃烧室性能,采用UG及Ansys软件对微型燃气轮机燃烧室进行几何建模、网格划分、数学及物理模型建立。通过热态数值模拟,研究了叶片数目为12、18、24、30以及叶片安装角度为40°、45°、50°、55°时的燃烧室内流场及燃烧特性。模拟结果得出:随叶片数目及安装角度的增加,燃烧室内甲烷燃烧效率基本不变,均可达99%以上,总压恢复系数降低,出口温度分布因子降低,圆筒内壁温度升高,但一氧化氮排放无法降低。最终选择叶片数目为24、安装角度为45°作为优化结果。     

不同压缩比对湍流射流点火发动机性能和爆震影响的试验研究

本文基于一台四冲程单缸发动机开展了不同压缩比对湍流射流点火(TJI)汽油发动机性能和爆震特性的影响研究,试验所采用的压缩比为9、11、13和15,在每个压缩比工况下对不同过量空气系数λ进行研究．结果表明,高压缩比可以拓展湍流射流点火汽油发动机的稀燃极限,压缩比15工况下,可以实现λ=3稳定燃烧．增大压缩比并配合预燃室喷油可缩短发动机燃烧的滞燃期和燃烧持续期,进而提高射流点火发动机燃烧效率．1.4<λ<1.9时,随着过量空气系数增加,主燃烧室内混合气变稀,滞燃期和燃烧持续期在低压缩比工况(CR=9、11、13)呈上升趋势,此时主燃烧室混合气浓度对燃烧过程的影响占主导作用;但是随着压缩比逐渐升高至15,滞燃期和燃烧持续期的上升趋势不再明显;而当λ>1.9时,主燃烧室混合气过于稀薄,此时预燃室射流火焰对主燃室燃烧的影响增强．试验还发现,射流点火发动机和普通火花塞点火发动机在压力振荡方面存在较大差异,射流点火发动机的压力振荡从燃烧初期阶段开始一直持续到燃烧结束,这主要是由于高温射流对主燃室多点点火造成的压力振荡．在高压缩比和较浓混合气工况下,射流点火发动机可能还会发生早燃,因...     

转底炉直接还原工艺综合数学模型

为发展和深入认识转底炉直接还原工艺技术,建立了转底炉综合数学模型,该模型由转底炉本体热化学平衡、转底炉区域热平衡计算模型、余热回收模型、生球干燥模型、炉膛温度校核与尾气露点校核模型和转底炉流程模型组成.采用综合模型计算了该工艺流程的基本工艺参数.计算结果表明:煤气热值、废气排放温度和余热回收利用方案对整体能量消耗有不同程度影响,煤气发热值每增加50 kJ·m 3,理论燃烧温度提高22~25℃,煤气用量减少41~47 m3·t 1;空气预热温度平均每增加100℃,理论燃烧温度提高35~40℃,煤气用量减少90~103 m3·t 1.此外,应用此模型还可以计算任何原料和燃料等条件下的直接还原工艺参数,研究不同余热回收方案条件下的各个工艺参数的变化规律.     

水碳比对化学回热循环回热效率影响分析

从燃料热值增加角度讨论了燃气轮机化学回热循环的回热效率,推导出回热效率求解方法及确定影响效率的相关因素.通过理论计算,分析了燃料蒸汽转化反应中水碳比选取对回热效率的影响.计算结果表明:水碳比对回热效率的影响与转化反应温度、压力相关;一定温度、压力下存在最佳水碳比;最佳水碳比不随转化反应压力变化,随转化反应温度升高而下降.