循环流化床燃煤锅炉的SO2和NOx排放的实验及原理探讨.pdf

城 市 建 设 2009 年总第 27 期 CONSTRUCTION 成孔管内泵压混合料成桩法进行试验， 试验结果表明该法成桩速度快， 质量容 易控制， 针对该段的地质情况， 采用该 法较适宜。 5.2 混合料配合比 泵送混合料的配合比的坍落度控 制在 16～20cm 之间是可行的，混合料 拌和时间控制在 60～120s， 粉煤灰掺量 宜控制在 60 kg/m3～80 kg/m3。 5.3 拔管速度 地 泵 击 打 次 数 约 为 15 ～16 次 /min， 根据计算， 地泵击打约 5 次可灌注 桩 1m， 考虑扩孔因素， 拔管速度不得超 过 2.5m/min。 5.4 地质情况 通过对操作室电流表的电流变化 情况记录分析， 粉质黏土钻进时电流一 般在 80～110 A 之间， 含砂砾的黏土钻 进电流在 140～160 A 之间，因此可以 将此参数作为下一步地质复核的依据。 5.5 设备配置 试验表明， 1 台长螺旋钻必须配置 1 台地泵，地泵的功率应与螺旋钻匹 配， 每台地泵应至少配置 3 台混凝土运 输车 （10km 以内） ， 理想配置是 5 台混 凝土运输车。 6、 结束语 地质情况对 CFG 桩的施工工艺选 择、 施工速度、 施工质量都有较大影响， 因此在大面积施工作业前进行工艺试 验是很有必要的， 同时应当指出， 不同 的工艺也决定了成本的大小， 我们在进 行工艺选择时， 在工艺参数能满足施工 质量要求的前提下， 还要根据资源情况 认真进行技术经济分析比选。 参考文献 [1]高速与客运专线铁路施工 工艺手册 ， 杜永昌编著， 科学技术文献 出版社， 2006 津秦客运专线工程 CFG 桩的工艺 试验 1、 引言 文中主要描述了在 1.5MWth CFB 燃烧试验台上进行的 5 种中国典型动力 煤的排放试验，同时描述了脱硫脱氮数 学模型和已建的 CFB 锅炉总体数学模 型， 对排放试验进行了数值模拟， 比较数 值模拟结果和试验结果，分析了煤种对 脱硫效率、 S02 与 NOx 排放的影响。 2、循环流化床燃烧排放试验装置 及条件 2.1 热态燃烧试验台系统 1.5MWth CFB 燃烧试验台由燃烧 系统和辅助系统组成。 燃烧系统主要由 炉膛、 高温气固分离器、 料腿和返料器 组成。炉膛上部内径为 0.7m， 炉膛下部 内径为 0.5m、 炉膛高 8.7m， 炉膛底部采 用风帽结构的布风板。 本试验台的辅助系统包括烟风系 统、 烟气冷却系统、 给料及排渣系统、 除 灰系统、 冷却水系统、 电气控制系统、 烟 气成分测试系统和固体颗粒采集系统 等。 一次风和二次风均采用冷风直接加 入炉膛， 尾部烟气采用布袋除尘， 煤及 石灰石分别通过各自的螺旋铰龙加入 炉膛， 试验台采用计算机实时数据采集 与记录系统， 烟气成分由在线分析仪系 统完成。 2.2 试验煤种和石灰石介绍 进行实验的煤种一共 5 种， 涵盖了 烟煤、 无烟煤、 褐煤、 低热值煤、 高热值 煤、 高硫煤。这 5 种煤的元素分析和工 业分析见表 1。 循环流化床燃煤锅炉的 SO2和 NOx排放的实验及原理探讨 吴高德 广东拓奇电力技术发展有限公司广东广州510000 摘要 本文结合数值模拟和试验相结合的方法来研究煤种对循环流化床燃烧CFB燃烧 SO2和 NOx排放的影响。在 1.5MWth CFB 试验台上分别做了 5 种煤燃烧的 SO2和 NOx排放试验， 根据所建 CFB 锅炉脱硫脱氮数学模型和已建与煤种相 关的 CFB 锅炉总体数学模型，对该试验台炉膛内 5 种煤 SO2和 NOx的生成和脱除进行数值模拟，其结果和试验结果吻合良 好。结果表明了煤种决定 CFB 锅炉脱硫效率及 SO2和 NOx的排放。 关键词 热能动力工程； 循环流化床燃烧； 石灰石； 排放； 脱硫； 表表 1 五 种 计 算 煤 种 的 物 性 表五 种 计 算 煤 种 的 物 性 表 物 性 A B C D E C a o / 6 7 . 1 3 6 1 . 1 5 52 . 5 8 4 3 . 0 6 5 1 . 4 9 H a o / 3 . 6 7 2 . 7 4 2. 4 5 0 . 6 7 3 . 5 4 O a o / 7 . 6 5 0 . 8 6 6. 7 2 2 . 1 4 1 1 . 8 4 S a o / 1 . 2 3 3 . 6 2 5 1. 6 2 0 . 1 3 0 . 3 4 N a o / 0 . 6 8 0 . 9 5 0. 6 2 0 . 1 . 1 . 0 0 M a o / 4 . 5 4 1 . 4 2 7. 4 3 1 . 3 2 1 9 . 9 9 A a o / 1 5 . 1 0 2 9 . 2 6 28 . 5 8 5 2 . 5 8 1 1 . 8 0 V a o / 3 0 . 6 1 1 2 . 9 3 33 . 2 6 1 0 . 9 8 4 5 . 9 3 Q a o / M J / K g 2 5 . 9 6 2 2 . 7 5 17 . 3 4 1 3 . 8 4 1 7 . 1 0 科 学 技 术 405 万方数据 城 市 建 设 2009 年总第 27 期 CONSTRUCTION 试验用煤的粒径在 12.0mm 以下， 50％切割粒径 d50 为 1.0mm 左右； 石灰 石的粒径在 1.6mm 以下， 50％切割粒径 d50 为 0.11 mm 左右。 3 循环流化床燃烧排放模型 3.1 SO2排放模型的建立 循环流化床燃烧整体模型包括了 流动模型、 传热模型、 燃烧模型和排放 模型等， 排放模型是在流动模型、 传热 模型和燃烧模型的基础上建立的。 以小 室模型为基础， 将炉膛上下划分成一系 列的小室， 小室内气固两相质量能量保 持守恒。气体成分考虑了挥发分、 CO2、 O2、 CO、 N2、 NO、 SO2、 H2、 H20 九种气体， 根据这 9 种气体的质量守恒， 可以得到 这 9 种气体在炉膛内的分布。 在循环流化床燃烧过程中， 将石灰 石与煤一起送入炉膛， 煤中的硫与氧反 应生成 SO2气体，石灰石煅烧分解成 CaO 固体和 CO2气体， CaO 与 SO2反 应， 生成固态的 CaSO， 随着炉渣或飞灰 排出炉外。 排放模型的假设① 煤进入炉膛 密相区后， 硫在密相区内瞬间全部生成 了 SO2气体； ② 石灰石进入炉膛后就立 即分解成 CaO 颗粒和 CO2气体， 并假设 CaO 颗粒的粒径分布等于石灰石的粒 径分布③SO2与 CaO 的反应一步完成， 生成 CaSO④CaO 基体上形成的 CaSO 造成 CaO 孔隙空腔的收缩和堵塞； ⑤脱 硫剂颗粒存在磨损。 石灰石的分解反应方程式为 CaCO3→CaOCO2一 183kJ／mol 1 本模型将硫酸盐化反应当作一步 反应处理， 即 CaOSO2， 1/2O2→CaSO 反应式2中的反应速率为 式中 d1为档石灰石颗粒直径； k1 为 档石灰石颗粒的体积反应速率常数， 式4 为其表达式； CSO2为当地 SO2的浓度。 k1490e p-7.33 107 / RT Sgλ14 式中 λ1 为石灰石的反应活性系数。 在模型中根据石灰石粒径分为两 种石灰石粒径大于 0.1 mm 时的反应 活性系数和石灰石粒径小于 0.1 mm 时 的反 应活性系数， 然后根据经验公式计 算其值。 通过 λ1 来考虑在 CaO 基体上 形成的 CaSO 造成 CaO 孔隙空腔的收 缩和堵塞。 系数 Sg 的表达式为 Sg（5） 3.2 NOx 排放模型的建立 在 CFB 锅炉运行的温度水平和氧 浓度水平上，热力型 NO 生成速率很 低，所以 CFB 锅炉中生成的主要是燃 料型 NOx。 循环流化床锅炉 NOx 的排放主要 与炉膛温度、 空气过剩系数和二次风配 置包括二次风位置和二次风占总风量 的比例三个因素有关。 燃料氮在煤燃烧时， 一部分随挥发 分析出， 即挥发分氮， 而另一部分则残 { 1253106 . 54 .38 12531067. 39 .35 4 4 ≤− − tT KTT CONONOcNO YYK 2 dπγ 图图 1 四种煤不同四种煤不同 Ca／／S 下的脱硫效率下的脱硫效率 图图 2 炉膛内炉膛内 SO 浓度分布浓度分布煤种煤种 D 表表3 五种煤在不同五种煤在不同Ca／／S下的炉膛出口下的炉膛出口SO 浓度的比较浓度的比较 Ca/S 实验值/ （mg/m 3） 计算值 （mg/m 3） 0.81 369 414.5 1.61 268 278.8 A 2.46 171 164.4 0.92 1471 1415.9 1.74 313 321.8 B 2.6 98 99.2 1.0 479 481.2 1.81 250 252.3 C 2.68 78 79.4 1.43 113 113.1 3.29 102 98.9 D 5.87 46 45.4 1.96 107 109.1 3.53 24 22.7 E 5.03 16 16.0 科 学 技 术 406 万方数据 城 市 建 设 2009 年总第 27 期 CONSTRUCTION 留在焦炭内， 即焦炭氮。这两种氨大部 分都转换成 NO， 模型中未考虑 N2O。在 二次风以下区域，在焦炭表面还发生 NO 和碳的还原反应。本模型中假设燃 料氨全部氧化成 NO，并和碳发生如下 还原反应 C2NO→CO2N26 式6的反应速率为 7 式中 YNO 为 NO 的当地浓度； YCO 为 CO 的当地浓度;KNO 为 NO 的 还原速率， 用式8计算。 5.24107exp[-34000/RT] 8 4 、 计算结果与试验结果的分析与 对比 4.1 计算条件 本文中计算条件都是按照试验条件 来确定的， 表 2 给出了典型的计算条件。 4.2 煤种对 SO2排放的影响 A、 B、 C、 E 四种煤在不同 Ca/S 下的 脱硫效率见图 1。在高 Ca/S 条件下计 算值和试验值吻合良好； 在低 Ca/S 条 件下， 脱硫效率计算值都比试验值略 大。在图 1 中， 根据 4 条曲线的斜率大 小可知， 在相同的石灰石粒径分布、 基 本相同的炉膛温度和相同的钙硫摩尔 比范围内， 这 4 个煤种的脱硫效率由高 到低的排列顺序为煤种 B、 煤种 C、 煤种 A 和煤种 E， 而这 4 种煤中的硫含量由 高到低的排列顺序与此完全相同， 这说 明煤的硫含量直接影响脱硫效率。煤 中的硫含量高， 投入的石灰石量也大， 固体 CaO 在循环回路中反复与 SO2的 接触循环倍率接近 3O， 加强了 CaO 对 SO2的捕捉， 从而有利于提高脱硫效率。 图 2 是煤种 D 在不同 Ca/S 下炉膛 内 SO2浓度的分布， 其它 4 种煤与其类 似。随着 Ca/S 增加， 炉膛出口的 SO2浓 度也降低。由于模型假设 SO2在密相 区析出， 所以密相区的 SO2浓度比较 高 在给煤点处 SO2的浓度达到最大； 由于 CaO 对 SO2的捕捉， 在稀相区 SO2 的浓度逐渐下降， 炉膛出口的 SO2浓度 最低。 5 种煤在不同 Ca/S 下的炉膛出口 SO2 浓度的比较见表 3。可见， 计算值 和试验值吻合得相当好。随着 Ca/S 的 增加， 5 种煤中炉膛出口 SO2浓度逐渐 减小。煤种 B 的硫含量最高， 但是在 Ca/S 为 2.6 时， SO2的浓度已经达到排 放标准。 5、 结论 1在相同 Ca/S 下， 煤中的含硫量 越高， 脱硫效率越高； 对不同煤种， 达到 同一脱硫效率例如 90％所需的 Ca/S 差别较大。 2随着 Ca/S 的增加， 炉膛出口 SO2 浓度降低， 但 NOx 浓度略有增加。 3在总风量和二次风口位置不变 的情况下， 随着一次风量占总风量的百 分比增加， NOx 的浓度增加， CO 的浓度 略微下降， CO2的浓度几乎不变。 4所有煤种的 SO2和 NOx 浓度在 给煤处达到其浓度的最高值， 然后沿着 炉膛高度增加方向 SO2和 NOx 浓度逐 渐减少。 5SO2和 NOx 浓度的数值计算结 果和试验结果吻合很好。◆ 1、 大面积网架拔杆、 手动葫芦整体 吊装法 大面积网架拔杆、 手动葫芦整体吊 装法指网架结构在地面拼装成整体， 然后采用多套拔杆、 多台手动葫芦整体 提升超过设计标高， 在空中移位就位的 方法。它适用于各种重型的网架结构。 优点是 网架在其投影位置进行地 面拼装， 这样避免了高空作业， 提高了 工作效率，减低了拼装焊接的工作难 度， 降低了事故发生的概率， 有利于控 制网架的拼装、焊接质量和安全生产。 吊装工艺成熟， 吊点位置与网架设计的 支座位置重合， 网架整体提升过程受力 状态好； 吊装准备时间相对较短， 网架 吊装就位后吊具的拆除不影响后续施 工， 而且在组拼、 节点焊接、 拔杆吊具的 安装均可进行交叉作业； 与其它方案相 比较可有效地降低施工成本、 缩短整体 工期， 且安全平稳。 目前网架拔杆、 手动葫芦整体吊装 应用非常广泛， 其费用低， 对场地要求 低、 设备简单， 对关键技术进行有效控 制， 使用这一方法安全易行。 拔杆、 手动 葫芦的整体网架吊装在安徽长丰扬子 汽车制造有限责任公司汽车总装车间 厂房网架工程项目中的成功应用， 证明 对于大面积的网架采用拔杆、 手动葫芦 整体吊装是适宜的。 缺点是（1） 网架在投影位置拼装， 安徽长丰扬子汽车总装车间大面积 网架拔杆、 手动葫芦整体吊装法 魏模林毛俊壮真才 湖南省第六工程有限公司钢结构分公司湖南长沙410004 摘要 介绍了安徽长丰扬子汽车总装车间大面积网架拔杆、 手动葫芦整体吊装法， 施工过程中关键技术及其控制。 并结合 实际工程， 有针对性地从施工方法、 施工部署、 关键施工技术、 施工流程、 现场施工情况、 实施过程、 验算说明到主要技术成果及 技术指标等几个方面对大面积网架采用拔杆、 手动葫芦整体吊装法做了论述。 关键词 大面积 （25380㎡） 网架拔杆、 手动葫芦整体吊装法 科 学 技 术 407 万方数据