600MW超临界对冲锅炉分级燃烧特性

为研究超临界燃煤锅炉的燃烧特性,针对600 MW对冲旋流燃烧锅炉,利用CFD(computational fluid dynamics)数值仿真软件研究了分级燃烧超临界锅炉内速度分布、颗粒轨迹分布、温度分布、组分分布特性及NO_x释放规律。采用标准k-ε模型和拉格朗日随机轨道模型模拟气相湍流流动和气固两相流动;对于固体燃料,借助离散相模型,同时采用非预混燃烧模型模拟煤粉在炉内的燃烧过程;对流项采用二阶迎风格式获得更加精确的物理解;考虑到锅炉炉膛温度高、辐射换热量大,采用P1辐射模型计算气-气和气-固之间的辐射换热量;对锅炉壁面附近区域的流动传热计算采用标准壁面函数法,节省内存和计算时间。结果表明:分级对冲燃烧锅炉截面速度呈对称分布,气流充满度好,燃烧稳定;旋流燃烧的方式使炉内出现回流区,加强了炉内气流与煤粉颗粒之间的扰动,强化了传热传质,同时延长了煤粉颗粒在炉内的停留时间;煤粉颗粒的直径影响着煤粉在炉内的燃烧过程,粒径越小,煤粉颗粒在炉内的停留时间越短,影响燃料的燃烧燃尽和锅炉效率,但粒径过大,煤粉颗粒在自身重力作用下落入冷灰斗,影响锅炉的正常安全运行,因此,合适的粒径对炉内燃烧过程十分重要;沿炉膛高度方向,炉内烟气平均温度先上升后下降,在燃尽区补充燃尽风使温度小幅降低,到达炉膛出口截面烟气平均温度约为1 100 K;炉内各组分分布规律为:X=11. 093 5 m截面,沿炉膛高度方向,O_2体积分数先上升后下降,CO_2体积分数逐渐升高,CO体积分数先上升后下降;分级燃烧使炉内NO_x生成量整体下降,炉膛出口NO_x浓度约为385. 14 mg/m~3。     

煤种性质对煤粉工业锅炉结焦的影响

燃煤锅炉内结焦会对锅炉运行的安全性和经济性造成极大损害,因而分析影响燃煤锅炉结焦的因素,进而有效预防燃煤锅炉结焦至关重要。在实际应用中,针对影响燃煤锅炉结焦的不同因素,可采取不同的预防措施。研究发现煤的灰熔融性温度、煤粉颗粒大小、锅炉燃烧气氛、一二次风动力场、锅炉截面热负荷和锅炉热负荷等都会影响燃煤锅炉结焦。为了解决某地区煤粉工业锅炉预燃室、炉膛、对流受热面大面积燃烧结焦问题,笔者结合燃煤锅炉燃烧结焦的机理,先后采取调整燃烧气氛、增大二次风刚性、减小煤粉颗粒粒径、更换孙家岔煤粉等措施对不同条件下的结焦现象进行对比分析,发现煤种、煤粉粒径大小是影响某地区煤粉工业锅炉燃烧结焦的因素。通过SEM-EDS(扫描电镜和能谱分析)对锅炉焦块进行微观形貌与元素组成分析,现场取样锅炉现用煤粉和孙家岔煤粉进行煤质及灰成分对比分析,并根据灰成分进行结渣性判别指标计算,结果表明锅炉燃烧现用煤种灰熔融性温度较低,煤灰软化温度Ts为1 170℃,小于1 200℃,为易熔煤,容易结渣,属于典型的易结焦煤种;结渣性判别指标计算结果显示,4项指标评价为"严重",1项指标评价为"中等",结渣性严重。综合分析认为:锅炉燃烧煤种发生改变,煤的灰熔融温度较低是影响某地区煤粉工业锅炉燃烧结焦的最本质因素。为进一步解决现场实际问题,采取破坏煤灰中酸碱平衡,提升煤的灰熔融温度,配合调节煤粉粒径等措施,如对锅炉现用煤种掺混5%的石英,提高煤灰中Si O2含量,掺混后煤粉的灰熔融温度达到1 280℃,提高了110℃;调大煤粉磨机频率,从19 Hz增大到22 Hz,煤粉粒度(200目,0.075 mm)过筛率从70%增大到85%。经过上述调整后,锅炉运行平稳,结焦状况显著改善,燃烧调整措施取得了较好的效果。     

不同种类生物质灰对混凝土力学性能影响研究

采用燃烧煤粉后收集到的粉煤灰掺入混凝土,可取代部分水泥并改善混凝土的性能。本文在粉煤灰中添加生物质灰研究其对制备混凝土力学性能影响。对比研究了秸秆燃烧灰掺杂粉煤灰、木材燃烧灰掺杂粉煤灰和单独木材灰部分替代水泥制备混凝土的力学性能差异。结果表明,用生物质灰替代25wt%的水泥,秸秆燃烧灰掺杂粉煤灰与木材燃烧灰掺杂粉煤灰的混凝土抗压强度（1～56d）和抗弯强度（第56天固化）与空白对照组单纯使用粉煤灰制备的混凝土具有近似的力学性能,这为生物质的高效利用找到了合理出口,也为非常规原料用于混凝土制备提供了理论支撑。     

神府煤粉燃烧特性

为了给煤粉锅炉用户提供煤粉优选理论依据,以煤粉锅炉主要用煤神府煤制备的煤粉为研究对象,采用TG-DTG对煤粉的燃烧特性进行研究,分析了不同煤粉及升温速率对煤粉燃烧特性的影响。结果表明:在空气气氛下,升温速率提高,TG、DTG曲线向高温方向移动,煤粉的着火温度升高,最大质量变化速率增大,最大失重温度提高,燃尽指数增大;随着灰分和粒径改变,升温速率为10或20℃/min时,煤粉的着火温度变化不显著,燃尽指数及综合燃烧特性指数均有影响。灰分减小,粒径不变时,D煤粉的综合燃烧指数为1.51,优于粒径74μm、灰分9.5%的P煤粉。     

吐哈盆地褐煤的热解和燃烧特性及动力学分析

吐哈盆地褐煤的热解和燃烧特性研究利于煤的清洁高效利用及煤炭地下气化的开展,为探究吐哈盆地褐煤煤粉颗粒的热解特性和燃烧特性及动力学特性,通过热重实验、热解特征指数计算、综合燃烧指数计算及动力学软件Kinetics Neo模型拟合法,研究了煤粉在不同升温速率(5℃/min, 10℃/min, 20℃/min)和不同粒径(大于0.8 mm, 0.2 mm～0.6 mm,小于0.1 mm)下分别在氮气气氛中的热解特性和空气气氛中的燃烧特性,获得了不同条件下煤粉颗粒热解和燃烧过程的动力学参数。结果表明：升温速率升高有利于煤粉颗粒热解和燃烧,显著提升了热解和燃烧性能;煤粉颗粒粒径增大有利于煤粉热解,不利于煤粉燃烧;不同粒径煤样热解和燃烧焦产率没有明显区别,粒径增加对于挥发分释放的影响不大;热解与燃烧过程中活化能与指前因子分别在一次热解阶段和干燥挥发阶段较高,说明在这两个阶段反应速率较慢,单位时间内化学反应程度较高。     

生物质灰对水泥硬化浆体抗压强度影响的试验研究

对比研究了生物质灰与普通粉煤灰在粒度分布、颗粒形态、化学组成、活性指数等方面的不同,并开展了不同掺量生物质灰对水泥硬化浆体抗压强度的影响研究.结果表明:生物质灰颗粒形状不规则、平均粒径及粒径分布范围较大,具有特有的细长纤维状颗粒,且其活性组分Al2O3不足普通粉煤灰的三分之一;生物质灰的火山灰活性小于普通粉煤灰;相同掺量下,生物质灰-水泥复合胶砂各龄期的抗压强度均小于普通粉煤灰-水泥复合胶砂,生物质灰掺量越大,复合胶砂的强度相比纯水泥组下降程度越大;与普通粉煤灰相比,掺加生物质灰的硬化水泥浆体微观结构更为疏松多孔,特别是其特有的细长纤维状颗粒的存在.     

防返混圆台对旋风分离器性能的影响

针对灰斗的返混现象,研究防返混圆台位置及其底面积对旋风分离器性能的影响。利用有限元软件分析了返混圆台的位置和圆台底面积变化对旋风分离器的速度流场、压降和切割粒径的影响情况。结果表明:防返混圆台位置从高到底,相对应压降逐渐降低,切割粒径逐渐增大;其对筒体段内部流场的切向速度和轴向速度影响较小,但对灰斗内的速度流场影响较大,随防返混圆台底面积逐渐变小,灰斗内的切向速度和轴向速度逐渐变大,相对应压降和切割粒径逐渐减小。增加了防返混圆台,使灰斗内的切向速度和轴向速度都减小,有利于抑制返混现象。     

煤焦燃烧过程中细模态颗粒物的生成机理及研究进展

实现燃煤颗粒物(PM)污染排放控制必须深入了解颗粒物排放规律及生成机理。煤粉燃烧过程中产生飞灰颗粒粒径分布为粗模态,细模态和超细模态3种。与粗模态PM相比,细模态PM占比较大,其小粒径与富集性特点影响人体健康及大气环境。同时,相对于形成过程与机理相对成熟的超细模态PM,细模态PM形成机理及研究进展尚缺乏系统总结,抑制细模态PM排放存在困难。笔者分析了细模态PM的形成机理(焦炭颗粒的破碎、矿物质熔融聚合、外在矿物质破碎、表面灰粒的脱落)及主要影响因素,探讨了模拟研究进展并指出未来研究重点。煤灰PM粒径分布主要是焦炭颗粒破碎与矿物质聚合行为这2个因素相互竞争的结果。破碎行为使得细模态PM数量增多粒径减小,而矿物质聚合使得PM数量减小,有利于粗模态PM形成。影响PM形成的主要因素有孔隙结构、燃烧模式与焦炭粒径。孔隙率较高的煤胞型焦炭相较于其他结构焦炭更易发生破碎,产生更多细模态PM。增加温度与氧含量,降低粒径均有助于PM生成,但较高温度下灰粒的聚合可能导致粒径分布倾向于粗模态PM。破碎行为对焦炭燃烧特性模拟大致分为群体平衡模型和逾渗模型2类。基于细模态PM形成机理与影响因素,认为逾渗模型考虑了焦炭本身孔隙结构,更适于模拟焦炭破碎行为。本征动力学燃烧模型与逾渗模型的结合是准确预测灰颗粒粒径分布的关键,是下一步的研究重点。     

用粉煤灰处理生活废水的研究

粉煤灰是煤粉在高温燃烧时形成的残渣,颗粒小,形状各异,其中多孔颗粒具有比表面积大、表面活性好和吸附性强等特征,在水处理方面具有一定应用价值。当水中的杂质与粉煤灰中的多孔颗粒接触时,灰的活性表面吸附废水中的杂质形成较大的颗粒,在后续的混凝、过滤或沉淀过程被除去。该过程的实质是粉煤灰对水中杂质的吸附。由于粉煤灰的成     

双通道低氮煤粉燃烧器飞灰碳形成机理的研究

为克服燃煤发电过程排放的NOx对人体和环境的危害,低氮煤粉燃烧器得到广泛的使用.但如果低氮煤粉燃烧器利用不当,会造成飞灰碳的大幅增加.利用筛分法和烧失量法研究双通道低氮煤粉燃烧器飞灰碳的分布特性,利用压汞仪和XRD分析飞灰碳的失活程度,从而研究双通道低氮煤粉燃烧器飞灰碳升高的原因.结果表明,双通道低氮煤粉燃烧器飞灰碳为双峰分布,小粒径飞灰碳失活不明显,大粒径飞灰碳失活明显.分析原因后认为:小粒径煤粉颗粒在燃烧区域停留时间过短,没有完全燃烧;大粒径煤粉颗粒在高温乏氧区域停留时间过长导致的失活是双通道低氮煤粉燃烧器飞灰碳升高的主要原因.     

煤灰成分对灰熔融性影响研究

通过对154个煤样的灰成分进行分析,探讨了煤灰主要成分及煤灰中酸碱比对灰熔融性的影响,并回归出了酸碱比与灰熔融性的关系式,预测结果与实测值具有较好的一致性。     

中国纯碱出口能力预测及对世界纯碱市场的影响

中国作为世界上最大的纯碱生产国和消费国、第二大纯碱出口国,其出口能力的变化将对世界纯碱市场产生深远的影响,因此研究中国纯碱出口能力具有十分重要的意义。针对以往纯碱产量研究方法的不足,建立多元线性回归模型对纯碱产量进行预测;采用灰色系统GM（1,N）模型对纯碱消费量进行了预测,并分析了中国纯碱出口能力的变化,结果显示中国纯碱出口能力存在巨大潜力。针对中国纯碱出口能力的未来变化趋势,重点分析了中国纯碱出口能力的变化对世界纯碱市场的影响,指出中国纯碱出口量的稳步增长,对平衡国内纯碱市场的供求矛盾将起到至关重要的作用,并有力地促进了世界纯碱市场的自由贸易化程度。     

循环流化床燃煤固硫灰作为混合材的应用

粉煤灰以其优越的性能作为水泥混合材被业内普遍使用,但循环流化床燃煤固硫灰,其烧失量、SO3、f-CaO均高于粉煤灰,本文通过所用固硫灰与粉煤灰的对比,小磨和大磨的对比试验表明：固硫灰细度比较细、28 d活性指数高于普通粉煤灰,用于水泥生产可以减少熟料消耗、提高磨机产量、降低电耗。     

掺加增钙灰对混凝土耐久性能的影响

增钙灰是发电厂采用立式旋风炉并添加石灰作为助熔剂时生产出的副产品,它的品质与普通粉煤灰在诸多方面存在差异,从而限制了增钙灰在混凝土中的应用.本文就增钙灰在混凝土中的应用问题进行了试验研究,在体积安定性合格的前提下,按照等稠原则,采用等量取代掺和方法,讨论了增钙灰对混凝土耐久性的影响.     

用固化粉煤灰加高电厂灰坝

本文介绍固化粉煤灰的工程特性及利用固化粉煤灰加高电厂挡灰坝的施工方法及技术要求，并进行了技术经济效益分析。     

苹果木灰釉试验工艺研究

本文通过对其他灰釉实验方法,以及古代制釉技术的对比研究,初步研制了一套苹果木灰釉的配比试验方法。通过对果木灰釉实验原料的处理,釉料配比,烧成秩序等做一系列研究,将果木灰釉的烧成试片进行分析总结,最后得出一系列果木灰釉的制作经验及实验配方,并最终运用到器物中去。     

分选与磨细粉煤灰对水泥胶砂性能的影响

研究了分选与磨细粉煤灰的颗粒分布与形貌的差异及对水泥胶砂性能的影响。研究结果表明:当勃氏比表面积相近,磨细粉煤灰的中位粒径大于分选细粉煤灰,其圆珠状颗粒较少,表面较为粗糙。在相同水胶比的条件下,掺分选粗粉煤灰的水泥胶砂流动度及强度均低;分选粗粉煤灰磨细后,不仅减少了颗粒的粘连,增加了比表面积,而且提高了粉煤灰的反应活性和水泥胶砂流动度及强度,虽其水泥胶砂流动度仍小于掺分选细粉煤灰的水泥,3d水泥胶砂强度也略低,但其28d水泥胶砂强度略高于掺分选细粉煤灰的水泥;在相同水泥胶砂流动度的条件下,掺磨细粉煤灰配制的水泥胶砂3d强度低于掺分选细粉煤灰的水泥,但随着水化龄期的增长,其差距逐步缩小,至60d时可超过后者。     

回转凉碱炉的工艺结构改造

分析了原设计的回转凉碱炉在工艺结构上存在的不足,提出了改造方案。经实施后的生产运行证明改造是成功的,从而使回转凉碱炉工艺结构更加合理,同时为设计新型回转凉碱炉积累了经验。     

气化条件下煤灰熔融性研究

以CaO和Fe2O3为助熔剂,分别与7种煤样进行不同比例的混合,在气化条件下进行煤灰熔融性实验,降低煤灰熔融性温度,为生产合成气用煤的选择提供科学依据。实验结果表明,7种煤样的流动温度均能降至1400℃以下,煤灰添加CaO助熔剂时的灰熔融性温度变化比较稳定,而对Fe2O3助溶剂都较为敏感,仅在很小的含量范围内能达到最低点,而且规律性较差。     

Influence of the type of ash on the fire resistance characteristics of ash-enriched mortars

The possibility of using different types of fly ash as a major component of pastes used for the manufacture of thermal insulating elements was studied. Fly ashes from the combustion of pulverized coal in a power plant and from the combustion of biomass were tested. The insulating capacity and compressive strength of the cured pastes were measured. The effect of some binders and additives were also studied. A good linear correlation between the insulating capacity of the mortars and the energy absorbed by them in the Differential Scanning Calorimetry test was observed. This relationship allows us to draw conclusions about the insulating capacity of different ashes, and makes it easier to choose those ashes that present better behavior. Consequently, there is no need to prepare such a large number of test pieces and the work involved in the experiment is simplified. Results show that some of the products prepared in this experiment, containing a high proportion of ash, have promising thermal and mechanical properties, and show a potential use as new fireproof products.