电厂锅炉燃烧与烟气净化技术

本书在分析当前电厂锅炉燃烧与烟气净化技术的基础上，系统介绍了煤炭的清洁燃烧、高效利用、燃烧优化调整与清洁排放技术的理论知识、工程原理、设备结构、运行技术及最新进展等内容，同时分析了影响锅炉安全、环保和经济运行的因素，从而为锅炉的运行、调试提供基础理论与技术指导。
本书可供从事火力发电技术研究、设计施工、工程技术、运行管理等人员使用，也可供相关专业院校师生参考。

能源是社会经济发展的重要引擎，以煤炭、石油等化石能源为主的能源供应与消费模式，有力地促进了生产力提升。然而，大量消耗煤炭资源也会带来严重污染和温室效应等环境问题。我国的能源结构可以概括为“富煤、贫油、少气”，改革开放以来，煤炭作为稳定、高效、易获取的主要一次能源，支撑了国民经济高速发展。而随着国家能源产业政策的调整优化以及大气污染防治的迫切需要，煤炭在我国能源生产总量中的比重逐步下降，但在未来较长一段时期内，煤炭仍将在我国能源生产与消费领域发挥不可替代的作用。大规模的煤炭利用使我国面临着资源枯竭的危机，另外导致大气污染排放压力骤增，特别是前些年来频繁出现的“雾霾”等重污染天气，引起了广大人民群众对煤炭和煤炭利用行业的广泛关注，因此火电行业及其他用煤集中行业的减排治理仍旧任重道远，煤炭的清洁燃烧、高效利用、燃烧优化调整与清洁排放比以往任何一个时期都更加迫切。
本书是作者根据从事能源与动力工程专业研究工作的知识和经验，在广泛吸收了国内外有关技术资料的基础上撰写而成的。本书从煤的基本理论、煤的清洁燃烧、煤的掺烧技术、煤的燃烧调整以及燃煤电厂大气污染物排放治理技术几方面讨论了前沿的电厂锅炉燃烧与烟气净化技术。
本书第一章介绍了燃料煤的组成成分及特性，在此基础上讨论了煤燃烧过程中着火、稳定燃烧以及燃尽的相关机理及影响条件，并简述了煤燃烧的方式与技术，最后总结了锅炉燃烧的事故与故障；第二章重点介绍了超临界与超超临界燃煤发电技术、循环流化床锅炉发电技术以及整体煤气化联合循环技术等清洁煤发电技术，为读者提供了煤炭清洁燃烧技术的基础理论知识；第三章讲述了锅炉混煤掺烧技术，重点介绍了电厂锅炉混煤特性、电厂锅炉混煤燃烧理论以及混煤掺烧方式及选择，在此基础上通过实际案例分析了不同燃烧方式锅炉的混煤掺烧方式优化，最后提出了混煤掺烧方式选择的基本原则；第四章对电站锅炉运行过程中燃烧的调整技术进行了简单介绍，主要包括锅炉燃烧调整技术中燃料量与风量的调节、燃烧器的调节及运行方式以及燃烧调整试验，不仅能为锅炉的运行、调试提供参考和借鉴，也能为性能预诊提供必要数据，使预报结果更符合实际情况；第五章主要阐述了燃煤电厂大气污染物排放治理技术，其中不仅包括粉尘、NOx、SO2等常规污染物的典型防治技术，还包括重金属、汞、SO3、VOCs等非常规污染物的脱除技术，并为读者介绍了前沿的“近零排放”技术。
本书第一章和第五章由潘晓慧编写，第二章和第三章由张振编写，第四章由刘军编写。许多同仁对本书的编写给予了大力支持和帮助，在此表示诚挚的感谢。
电厂锅炉燃烧与烟气净化技术的理论和应用正在迅速发展，限于作者的知识水平，书中不足之处在所难免，恳请读者给予批评指正。

编著者
2024年5月

第一章煤粉燃烧基本理论001～027
第一节燃料煤的成分及特性001
一、煤的组成成分001
二、煤的主要特性004
三、发电厂用煤005
第二节煤燃烧基本理论007
一、煤粉的燃烧过程007
二、煤粉的着火与熄火008
三、煤粉充分稳定燃烧的条件010
四、煤粉燃尽机理及影响条件011
第三节煤的燃烧方式与技术015
一、煤的层状燃烧技术与装置015
二、煤的沸腾燃烧技术与装置019
三、煤的悬浮燃烧技术022
第四节锅炉燃烧故障与事故022
一、一次风管堵塞与给粉不均022
二、燃烧不稳023
三、炉膛灭火024
四、炉膛爆燃025
五、燃烧器故障026

第二章清洁煤发电技术028～073
第一节超临界与超超临界燃煤发电技术028
一、超临界与超超临界的概念028
二、超临界与超超临界的机组技术性能031
三、超临界、超超临界锅炉的主要特点034
四、现代超临界、超超临界锅炉039
第二节循环流化床锅炉040
一、循环流化床的工作原理040
二、高效循环流化床锅炉046
三、大型循环流化床锅炉的工程应用056
第三节整体煤气化联合循环技术061
一、整体煤气化联合循环的工作过程061
二、整体煤气化联合循环的特点062
三、整体煤气化联合循环的主要设备063

第三章锅炉混煤掺烧技术074～103
第一节电厂锅炉混煤特性074
一、混煤的燃烧特性074
二、混煤的结渣特性076
三、混煤的可磨性077
第二节电厂锅炉混煤燃烧理论079
一、混煤的热解特性079
二、混煤的着火特性080
三、混煤的燃尽特性081
四、混煤的结渣特性082
第三节混煤掺烧方式及选择083
一、锅炉掺烧方式及技术特点083
二、电厂锅炉混煤配比方案及模型085
第四节不同燃烧方式锅炉的混煤掺烧方式优化086
一、四角切圆燃烧方式锅炉的混煤掺烧方式优化086
二、W形火焰锅炉的混煤掺烧方式对比研究091
三、对冲燃烧超临界参数锅炉的混煤掺烧技术研究096
第五节混煤掺烧煤种与方式选择的基本原则100
一、掺烧煤种选择的基本原则100
二、掺烧安全性分析102
三、掺烧方式选择的基本原则102

第四章锅炉燃烧调整技术104～136
第一节概述104
一、燃烧调整的目的和任务104
二、影响燃烧的因素和强化燃烧的措施105
三、负荷与煤质变化时的燃烧调整原则108
第二节燃料量与风量的调节110
一、燃料量的调节110
二、氧量控制与送风量的调节111
三、炉膛负压监督与引风量的调节113
第三节燃烧器的调节及运行方式115
一、燃烧器的分类及特性115
二、切向燃烧直流燃烧器的燃烧调整120
三、对冲布置旋流燃烧器的燃烧调整126
第四节燃烧调整试验129
一、锅炉负荷特性试验130
二、一次风粉均匀性调整试验130
三、最佳过量空气系数调整试验132
四、经济煤粉细度调整试验132
五、风量测量与标定133
六、燃烧器负荷分配与投停方式试验134
七、动力配煤试验134
八、模化试验135

第五章燃煤电厂大气污染物排放治理技术137～182
第一节燃煤电厂大气污染物137
一、燃煤电厂主要大气污染物137
二、燃煤电厂非常规污染物138
第二节烟尘治理技术140
一、除尘技术的特点及发展历程140
二、电除尘技术142
三、布袋除尘技术143
四、近零排放高效除尘技术146
第三节烟气脱硫技术150
一、烟气脱硫技术的发展历程150
二、烟气脱硫技术的分类及特点151
三、烟气脱硫工艺的技术经济及环境指标151
四、典型的烟气脱硫技术153
五、SO2近零排放关键技术161
第四节烟气脱硝技术163
一、烟气脱硝技术的发展历程163
二、典型的烟气脱硝技术163
三、宽负荷脱硝技术170
第五节烟气中非常规污染物排放控制172
一、重金属的排放控制172
二、汞的排放控制174
三、SO3的排放控制178
四、VOCs的排放控制181

参考文献183