《潔凈煤燃燒技術(shù)》課程復(fù)習(xí)習(xí)題

1、潔凈煤燃燒技術(shù)課程復(fù)習(xí)題目錄潔凈煤燃燒技術(shù)課程復(fù)習(xí)題1第一章 超臨界與超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)31.1、超臨界鍋爐的工作原理31.2、超臨界鍋爐水冷壁安全工作存在的不利條件及其原因31.3、為什么采用螺旋管圈后水冷壁管間的吸熱偏差較?。砍R界鍋爐消除熱偏差有哪些方法31.4、垂直管低質(zhì)量流速技術(shù)中的正流量補償特性原理4第二章 超超臨界機組結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用42.1、結(jié)合系統(tǒng)簡圖說明HG-1000MW超超臨界鍋爐帶再循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)流程，并說明啟動初期盡量減小工質(zhì)熱損失的措施42.2、常見低氮燃燒技術(shù)原理（雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒技術(shù)、PM燃燒技術(shù)及MACT燃燒技術(shù)）52.3、超臨界機組高溫氧化原理及改善措施62

2、.4、超超臨界機組常采用二次再熱技術(shù)的優(yōu)勢6第三章 循環(huán)流化床鍋爐63.1、CFB鍋爐本體結(jié)構(gòu)及工作原理63.2、為什么說CFB鍋爐是一種潔凈煤燃燒設(shè)備73.3、超臨界鍋爐可以采用CFB燃燒技術(shù)的優(yōu)勢73.4、結(jié)合簡圖說明富氧CFB鍋爐燃燒過程7第四章 整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)84.1、IGCC原理框圖84.2、氣化爐氣化反應(yīng)模型94.3、兩種煤氣冷卻工藝流程的組成及特點94.4、常溫濕法凈化技術(shù)原理與高溫干法凈化技術(shù)原理的比較10第五章 煙氣凈化105.1、濕式石灰石石膏法脫硫的化學(xué)反應(yīng)機理及工藝流程105.2、濕式石灰石煙氣脫硫吸收塔的四個工作區(qū)域及作用115.3、濕式石灰石石膏法脫硫工藝系統(tǒng)中

3、漿液的PH值為什么維持在1356之間115.4、濕式石灰石石膏法脫硫工藝系統(tǒng)存在的問題及改進措施115.5、煙塔合一的條件及優(yōu)點115.6、循環(huán)流化床煙氣脫硫的運行控制125.7、SCR反應(yīng)原理及主要影響因素125.8、SCR工藝流程135.9、煙氣雜質(zhì)對SCR催化劑性能的影響135.10、燃煤電廠控制汞排放的方法13第一章 超臨界與超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)1.1、超臨界鍋爐的工作原理超臨界鍋爐采用工質(zhì)直流流動方式，工質(zhì)一次性通過各受熱面，完成預(yù)熱、蒸發(fā)和過熱三個過程，屬于直流鍋爐類型。這時的水流動像活塞一樣，在鍋爐的受熱面推出蒸汽。蒸發(fā)量D等于給水流量G，故可認(rèn)為其循環(huán)倍率k等于G/D=1。直流

4、鍋爐管內(nèi)工質(zhì)的狀態(tài)和參數(shù)變化如圖，由于要克服流動阻力，工質(zhì)壓力沿受熱面長度不斷降低；工質(zhì)的焓值及比體積上升；工質(zhì)的溫度在預(yù)熱段和過熱段不斷上升，但在蒸發(fā)段因壓力下降，工質(zhì)溫度相應(yīng)略有降低。1.2、超臨界鍋爐水冷壁安全工作存在的不利條件及其原因發(fā)生模態(tài)沸騰和管內(nèi)結(jié)垢原因：直流鍋爐中水冷壁出口往往是接近飽和或微過熱蒸汽的狀態(tài)，因而很容易造成膜態(tài)沸騰和管內(nèi)積垢現(xiàn)象。強迫流動的特性。即直流鍋爐循環(huán)沒有自然鍋爐的流量自補償特性和自補償調(diào)節(jié)能力。原因：自然循環(huán)中蒸發(fā)面吸熱量較多的管道蒸發(fā)量也較大，從而循環(huán)推動力和循環(huán)質(zhì)量流量也較大，即自然循環(huán)具有自補償特性，因而可以調(diào)節(jié)其流量，保證了安全。但在直流循環(huán)中，

5、工質(zhì)流動的推力來自于給水泵，當(dāng)質(zhì)量流速較高時，如果并列的某根管子吸熱量較多，則管內(nèi)工質(zhì)的平均比體積和流動阻力就較大，管內(nèi)工質(zhì)流量反而減小，這就是直流鍋爐的強迫流動特性，對水冷壁的安全是很不利的。1.3、為什么采用螺旋管圈后水冷壁管間的吸熱偏差較??？超臨界鍋爐消除熱偏差有哪些方法原因：由于同一管以相同方式從下到上繞過爐膛的角隅部分和中間部分，吸熱均勻，因此管間熱偏差減小。第一，采用小功率旋流式燃燒器對沖燃燒方式。為了進一步消除超臨界鍋爐蒸汽側(cè)和煙氣側(cè)的熱偏差，還采取以下措施：采用小容量的旋流式燃燒器，沿爐膛寬度均勻、對稱的布置，再通過燃燒調(diào)整實現(xiàn)單只燃燒器的風(fēng)粉均勻分配，使?fàn)t膛出口煙氣流量和溫度

6、偏差都較小。過熱器和再熱汽聯(lián)箱間的連接采用大口徑管道左右交叉。保持各受熱面管排具有相同的橫向節(jié)距。合理選擇各聯(lián)箱內(nèi)徑。在進出口連箱設(shè)計節(jié)流孔。第二，對流與輻射互補抵消熱偏差的雙切圓燃燒方式。即采用兩個相對獨立的反向切圓燃燒方式，將對流熱偏差與整體單一火焰輻射系統(tǒng)的輻射熱偏差相互補償或抵消，使熱偏差盡可能小。1.4、垂直管低質(zhì)量流速技術(shù)中的正流量補償特性原理正流量補償特性：直流鍋爐中類似汽包鍋爐水冷壁中的流量分配的特性。原理：在低質(zhì)量流速下，垂直管由重位壓降決定流量分配，受熱偏高的管子工質(zhì)密度減小，重位壓頭也減小，從而受熱偏高的管子與受熱偏低的管子之間形成自然循環(huán)，導(dǎo)致受熱偏高的管子就會流過較高

7、的流量。因此，在總流量不變的情況下，由于吸熱偏多而引起的出口溫度偏高的現(xiàn)象大部分會得到補償，這就是正流量補償原理。第二章 超超臨界機組結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用2.1、結(jié)合系統(tǒng)簡圖說明HG-1000MW超超臨界鍋爐帶再循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)流程，并說明啟動初期盡量減小工質(zhì)熱損失的措施流程：啟動時，鍋爐小于最低直流負(fù)荷，此時啟動系統(tǒng)為濕態(tài)運行。分離器起汽水分離作用，分離出來的過熱蒸汽進入低溫過熱器，水則通過水連通管進入分離器儲水箱，通過再循環(huán)系統(tǒng)進入鍋爐的再循環(huán)。分離器儲水箱中的水由WDC閥（分離器疏水調(diào)節(jié)閥）排入爐水回收箱，再根據(jù)水質(zhì)情況排至廢水系統(tǒng)或回收到汽機冷凝器系統(tǒng)。當(dāng)鍋爐負(fù)荷大于最低直流負(fù)荷時，鍋爐運行

8、方式由再循環(huán)模式轉(zhuǎn)入直流運行模式，啟動分離器也由濕態(tài)轉(zhuǎn)為干態(tài)，即分離器內(nèi)部已經(jīng)全部是蒸汽，此時它相當(dāng)于一個中間集箱。此時關(guān)閉再循環(huán)泵和WDC閥，再循環(huán)系統(tǒng)和爐水回收系統(tǒng)停止運行。措施：a）在啟動初期（包括冷態(tài)清洗、汽水膨脹和熱態(tài)清洗期間）只要水質(zhì)合格，就將這些疏水?dāng)U容后全部送往冷凝器回收;b）若水質(zhì)不合格，則排向廢水及水槽，不予回收。2.2、常見低氮燃燒技術(shù)原理（雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒技術(shù)、PM燃燒技術(shù)及MACT燃燒技術(shù)）雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒器：雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒器是將二次風(fēng)分成內(nèi)二次風(fēng)和外二次風(fēng)兩股氣流，通過調(diào)風(fēng)器和旋流葉片分別控制各自的風(fēng)量和旋流強度，以調(diào)節(jié)一、二次風(fēng)的混合，使其在燃燒器出口附近的火焰根部形

9、成缺氧富燃料區(qū)，使燃燒推遲，火焰溫度降低，NOX的生成量減少，在下游形成富氧的燃盡區(qū)，保證燃料的完全燃燒。PM燃燒技術(shù)：PM燃燒器其原理是利用燃燒入口彎頭的離心分離作用，將煤粉氣流分成上下濃淡兩股分別進入爐膛，濃相煤粉濃度高所需著火熱少，利于著火和穩(wěn)燃；淡相補充后期所需的空氣，利于煤粉的燃盡，同時濃淡燃燒均偏離了化學(xué)當(dāng)量燃燒，大大降低了NOx 的生成量。MACT燃燒技術(shù)：在燃燒器上方布置兩層OFA噴口，同時最上層濃相煤粉噴嘴上方7206處布置四組AA噴口。MACT分層燃燒技術(shù)可使NOx生成量減少約25%。2.3、超臨界機組高溫氧化原理及改善措施原理：在較高的溫度下，鐵/水系統(tǒng)的反應(yīng)主要是化學(xué)反

10、應(yīng)，其反成式為 3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2Ø 在無氧條件下，由于鐵與蒸汽直接反應(yīng)，生成四氧化三鐵并放出氫氣分子。Ø 在該反應(yīng)過程中，水蒸汽分子通過物理碰撞和化學(xué)吸附提供與鐵離子反應(yīng)所需的氧離子，由于鐵離子向外擴散，氧離子向里擴散，整個氧化層同時向鋼原始表面兩側(cè)生長。Ø 水蒸氣與鐵直接反應(yīng)生成致密的氧化膜，隨著時間的推移Fe3O4氧化膜的厚度逐漸增加，當(dāng)其厚度增加到一定厚度時會發(fā)生脫落現(xiàn)象。改善措施：2.4、超超臨界機組常采用二次再熱技術(shù)的優(yōu)勢提高蒸汽參數(shù)，提高發(fā)電機組效率。通過增加再熱次數(shù)，可以給水溫度、給水壓力等參數(shù)，從而提升循環(huán)效率；降低汽輪機末級蒸

11、汽濕度，避免超過設(shè)計規(guī)范從而帶來腐蝕破壞和安全隱患；在超超臨界參數(shù)條件下，采用二次再熱式機組熱經(jīng)濟性得到提高，從而降低電廠的運行費用。第三章 循環(huán)流化床鍋爐3.1、CFB鍋爐本體結(jié)構(gòu)及工作原理本體結(jié)構(gòu)：CFB鍋爐本體由爐膛、布風(fēng)裝置、分離器、回料閥、尾部煙道及外置換熱器組成。其中爐膛由膜式水冷壁構(gòu)成，底部為布風(fēng)板。爐膛下部錐段用耐磨耐火材料覆蓋，并依燃燒工藝要求開設(shè)二次封口、循環(huán)灰回灰口、排渣口及點火啟動燃燒器等孔口。上部直段爐膛四周為水冷壁受熱面。爐膛出口與循環(huán)灰分離器入口相連，分離器出口與布置過熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器等對流受熱面的尾部煙道相連接。工作原理：CFB鍋爐燃用的固體燃料和石灰石

12、脫硫劑在爐膛內(nèi)以一種特殊的氣固流動方式（流態(tài)化）運動，離開爐膛的顆粒被分離并送回爐膛循環(huán)燃燒，爐膛內(nèi)固體顆粒的濃度高，燃燒、傳質(zhì)、傳熱、劇烈，溫度分布均勻。3.2、為什么說CFB鍋爐是一種潔凈煤燃燒設(shè)備燃料適應(yīng)性廣?？梢匀紵鞣N煤、煤矸石、焦碳、油頁巖、垃圾等（劣質(zhì)燃料）。清潔燃燒。1）高效、廉價脫硫。脫硫率達90%。2）減少NOx排放。低溫、分級燃燒，有效減少燃料型和熱力型NOx的排放。負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好。低負(fù)荷下仍可保持燃燒穩(wěn)定，負(fù)荷調(diào)節(jié)比達4：1。灰渣綜合利用性能好。低溫燃燒后的灰渣沒有經(jīng)歷燒結(jié)過程，活性好，非常適合做水泥填料。3.3、超臨界鍋爐可以采用CFB燃燒技術(shù)的優(yōu)勢超臨界CFB鍋爐同

13、時兼?zhèn)淞薈FB鍋爐燃燒技術(shù)和超臨界壓力鍋爐的優(yōu)點，具體如下：低熱流。循環(huán)流化床爐膛中的熱流率要比煤粉爐中的低得多。清潔的爐墻。與煤粉爐相比，循環(huán)流化床鍋爐爐墻上的沉積物非常少。爐墻非常清潔，水冷壁發(fā)生傳熱惡化佳的情況大幅減少。熱流分布。循環(huán)流化床鍋爐爐膛中，最高熱流出現(xiàn)在底部并隨著爐高增加而逐漸減小，而工質(zhì)溫度恰恰相反。因此，最冷的工質(zhì)恰好在最高熱流處，這種特性使水冷壁面不至于超溫，在循環(huán)流化床鍋爐中發(fā)生傳熱惡化的幾率比煤粉爐小得多。3.4、結(jié)合簡圖說明富氧CFB鍋爐燃燒過程煤或高碳燃料在燃燒室中與預(yù)熱了的混合氣體中的氧反應(yīng)，氧來自于低溫制氧設(shè)備。底渣通過流化床冷渣器排放，控制系統(tǒng)的床料量和回

14、收底渣余熱。煙氣離開燃燒室經(jīng)旋風(fēng)分離器后，分離器收集的一部分灰顆粒直接送回燃燒室循環(huán)燃燒，另一部分通過外置床到一定溫度后返回燃燒室再循環(huán)燃燒。離開旋風(fēng)分離器的煙氣經(jīng)尾部煙道的對流受熱面和氧加熱器進一步冷卻。離開氧加熱器的煙氣經(jīng)除塵器和脫硫裝置除去其中的粒塵和SO2。干凈的煙氣經(jīng)給水加熱器冷卻之后，再經(jīng)過一混合式煙氣水冷卻器冷卻到盡可能低的溫度。離開引風(fēng)機的煙氣分為兩部分，大部分進入后部的CO2分離、純化、壓縮和液化系統(tǒng)，回收的CO2可用來注入油田增加油的回收；小部分進入燃燒系統(tǒng)作為流化氣體。第四章 整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)4.1、IGCC原理框圖氣化島：氣化爐、空分、煤氣凈化設(shè)備動力島：燃?xì)廨啓C、蒸

15、汽輪機、余熱鍋爐4.2、氣化爐氣化反應(yīng)模型4.3、兩種煤氣冷卻工藝流程的組成及特點激冷流程。組成：激冷流程一般由激冷室（罐）、文丘里管、洗滌塔組成。特點：a)系統(tǒng)比較簡單，投資較少。b)氣體的熱量被水氣化吸收，灰渣混于水中，氣象包含有大量的水蒸氣，可以滿足變換工藝的需要。c）此工藝流程適用于化工領(lǐng)域及多聯(lián)產(chǎn)。廢鍋流程。組成：廢鍋流程一般由一級或多級廢熱鍋爐、干洗和水洗除塵裝置組成。特點：a)氣體的熱量用于產(chǎn)生高壓和中壓蒸汽，灰渣混于水中，氣相中包含有少量的水蒸氣。 b)粗煤氣中15%-20%的熱能被回收為中壓或高壓蒸汽，氣化工藝總體的熱效率可以達到98%。c)此工藝過程比較適合于IGCC項目。

16、4.4、常溫濕法凈化技術(shù)原理與高溫干法凈化技術(shù)原理的比較常溫濕法凈化技術(shù)原理高溫干法凈化技術(shù)原理除塵：初級除塵：旋風(fēng)分離器或者中溫陶瓷過濾器。精除塵：文丘里管洗滌器洗除堿金屬化合物、鹵化物以及NH3和HCN除塵：高溫除塵器除去煤氣中5 m以上的微小顆粒。脫硫：脫除H2S、COS、CS2及CO2等。脫硫方法：基于物理吸收法的Selexol方法；基于化學(xué)吸收法的MDEA方法吸收塔：高溫干法脫硫方法有氧化鐵法、氧化鋅法等，脫硫劑為Fe-Zn系和Zn-Ti系金屬氧化物：氣體調(diào)節(jié)：注入蒸汽：降低火焰溫度以減小NOx。N2回注: 控制NOx；增加燃?xì)饬髁恳栽黾虞敵龉β试偕b置：吸收了H2S和COS的脫硫劑

17、進入再生裝置再生，再生后的脫硫劑再返回脫硫設(shè)備循環(huán)使用。第五章 煙氣凈化5.1、濕式石灰石石膏法脫硫的化學(xué)反應(yīng)機理及工藝流程反應(yīng)機理：石灰石法：石灰法：氧化反應(yīng)：工藝流程：a)洗滌漿液連續(xù)從吸收塔頂部（或底部）噴入；b)在吸收塔內(nèi)，SO2與漿液中的CaCO3以及鼓入的氧化空氣進行化學(xué)反應(yīng)，生成亞硫酸鈣(CaSO3)和硫酸鈣(CaSO4)結(jié)晶物； c)吸收塔排出的石膏漿液經(jīng)脫水裝置脫水后回收。 d)脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器去水、換熱器加熱升溫后進入煙囪排向大氣。 5.2、濕式石灰石煙氣脫硫吸收塔的四個工作區(qū)域及作用急速冷卻區(qū)。作用：位于吸收塔煙氣進口區(qū)域，布置在進口上方的急速冷卻噴嘴噴出的漿液使煙氣

18、迅速冷卻并達到飽和狀態(tài)，為進一步吸收反應(yīng)創(chuàng)造條件。SO2吸收區(qū)。作用：在吸收塔的上部空間區(qū)域，煙氣處于飽和狀態(tài)，在吸收漿液的噴淋作用下發(fā)生SO2的吸收過程。液滴分離區(qū)。作用：防止煙氣流出時攜帶的漿液在下游沉積結(jié)垢和造成腐蝕。漿池。作用：脫硫吸收漿液在漿池內(nèi)收集下來，經(jīng)循環(huán)漿液泵多次循環(huán)使用，脫硫后的反應(yīng)生成物也均在漿池中生成。5.3、濕式石灰石石膏法脫硫工藝系統(tǒng)中漿液的PH值為什么維持在56之間pH太高：如果pH設(shè)定值太高，石灰石耗量大，循環(huán)漿液中過剩CaCO3偏高，池中產(chǎn)生的CaSO3·1/2H2O增多，石膏品質(zhì)下降，石灰石不再溶解并且盡管pH值很高，二氧化硫吸收很難進行；pH太低

19、：pH設(shè)定值過低可降低堵塞和結(jié)垢的風(fēng)險，但是長時間在低pH值運行系統(tǒng)腐蝕會加劇，維護費用較大。5.4、濕式石灰石石膏法脫硫工藝系統(tǒng)存在的問題及改進措施設(shè)備結(jié)垢?？刂拼胧海?）抑制氧化，加入抑制氧化的物質(zhì)；（2）強制氧化，向漿液鼓入足夠空氣。 GGH的結(jié)垢與腐蝕?？刂拼胧翰谎b設(shè)煙氣換熱器，即吸收塔處理后的煙氣不經(jīng)過再熱，直接排放至大氣。5.5、煙塔合一的條件及優(yōu)點應(yīng)用條件：煙氣品質(zhì)較高：煙塵30mg/m3；SO2 200mg/m3；NOx 200mg/m3。特點（優(yōu)點）： 降低廠用電； 提高電廠效率； 有利于環(huán)境保護。5.6、循環(huán)流化床煙氣脫硫的運行控制根據(jù)反應(yīng)器進口煙氣流量及煙氣中原始SO

20、2濃度控制脫硫劑的給料量，而煙囪中的SO2排放值則用來作為校核和精確地調(diào)節(jié)脫硫劑的給料量地輔助調(diào)控參數(shù)。根據(jù)反應(yīng)器出口處的煙氣溫度T直接控制反應(yīng)器底部的噴水量，采用離心式回流調(diào)節(jié)噴嘴，通過調(diào)節(jié)回流水壓來調(diào)節(jié)噴水量。CFB反應(yīng)器內(nèi)的固體顆粒濃度是保證其良好運行的重要參數(shù)，其調(diào)節(jié)方法是通過調(diào)節(jié)分離器和除塵器下所收集的飛灰排灰量，以控制送回反應(yīng)器的再循環(huán)干灰量，從而保證了流化床內(nèi)必須的固氣比。5.7、SCR反應(yīng)原理及主要影響因素反應(yīng)原理：SCR是氨、烴等還原劑噴入煙氣中，在一定溫度下利用催化劑將煙氣中的NOX轉(zhuǎn)化為氮氣和水。反應(yīng)機理為:NO+NH3(+O2)N2+H2ONO2+NH3(+O2)N2+H2O影響因素：1）催化劑的影響。催化劑是SCR工藝的核心，催化劑對脫除率的影響與催化劑的活性、類型、結(jié)構(gòu)、表面積等特性有關(guān)。其中催化劑的活性是對NOx的脫除率產(chǎn)生影響的最重要因素。2）反應(yīng)溫度的影響。其最佳的操作溫度為250420。通常最低連續(xù)運行煙溫為310，最高連續(xù)運行煙溫為405。 3）空間速度。過大停留時間過短，對催化劑沖刷增大。4）n