基于热重分析法的烟煤掺烧褐煤特性研究

针对电厂掺烧褐煤缺乏相关理论指导的技术需求,采用热重分析方法系统考察了包煤、准煤和褐煤的单独燃烧特性,并将两种烟煤分别以10%、30%、50%和70%的比例在相同条件下与褐煤混合燃烧,根据各燃料燃烧特征参数计算了单一煤种及其不同掺混比例的着火指数、燃尽指数和综合燃烧指数。结果表明,褐煤最易着火和燃尽;包煤着火特性较好,但在550~660℃范围内出现难燃峰致使燃尽特性变差;准煤的着火特性最差,燃尽特性略优于包煤;将包煤和准煤与褐煤掺混后燃烧特性有所改善,各燃烧特征温度降低,且综合燃烧指数随褐煤掺烧比例的增加而增加。建议在电厂实际应用时,褐煤的掺烧比例控制在30%-50%之间。     

城市污泥与阳泉煤掺烧及污染物释放特性

利用热重—质谱联用仪研究了阳泉地区煤掺混城市污泥的燃烧及污染物排放特征,并探讨了燃烧过程中动力学特性。实验结果表明,污泥着火温度、燃尽温度均低于阳泉煤,但燃烧温度跨度广,反应速率慢;污泥的掺烧量影响燃烧特性,随着污泥掺烧量增加,混合样品的着火点降低,但综合燃烧特性指数也有所下降;当城市污泥掺混比例不大于20%时,燃烧过程SO_2和NO_x的释放特性与阳泉煤单独燃烧时相似,但掺烧污泥后NO_2的释放强度要低于阳泉煤单独燃烧的释放强度。采用积分法(Coats-Redfern)获得了燃烧反应的机理方程及活化能,发现燃烧反应级数随着污泥掺混比的增加反应活化能降低。     

330 MW机组燃用贫煤锅炉配煤掺烧数值模拟研究

建立了贫煤锅炉配煤掺烧数值模型,对330 MW机组锅炉不同配煤掺烧方案进行计算,分析低氮燃烧模式下焦炭燃尽率的关键影响因素。结果表明:掺烧位置对燃尽率有显著影响,送入4层烟煤和2层贫煤时,随着贫煤送入高度上移,炉膛出口焦炭燃尽率由98.9%降低至98.2%;随着送入贫煤层数由1层增加至5层时,焦炭燃尽率由99.1%降低至97.2%,焦炭燃尽率随着贫煤掺烧比例增加而降低;送入小粒径贫煤层数由0层增加至5层时,焦炭燃尽率由97.6%增加至99.2%,而仅通过顶部2层一次风喷口送入小粒径贫煤,炉膛出口焦炭燃尽率即可达到98.9%。配煤掺烧数值模型能够模拟炉内配煤掺烧过程,获得煤粉锅炉炉内温度分布及飞灰含碳量的定量数据,为确定最优配煤掺烧方案提供指导。     

煤与生物质掺混燃烧特性实验

为缓解煤炭资源紧张,在煤中掺烧生物质是一种很好的解决方式。本文利用综合热分析仪,在不同条件下,对煤(兰炭、神府烟煤、大同无烟煤)和生物质(大豆秆、小麦秆)以及二者混合物的燃烧过程进行了实验研究。结果表明:在一定范围内,随着生物质添加比例增大,兰炭的燃烧特征温度降低,综合燃烧特性指数增大;当生物质添加比例为50%时,混合样品的着火温度基本接近生物质的着火温度;升温速率增大,兰炭与大豆秆的掺烧向高温区移动,综合燃烧特性指数和燃尽特性指数增大。该实验结果对降低煤的着火温度以及改善煤炭资源紧张提供了依据。     

污泥-烟煤混合燃料燃烧特性与动力学研究

将污泥与煤以一定的比例掺混燃烧,有望提高混合燃料的燃烧特性,从而促进污泥的无害化处理和资源化利用。本文通过热重实验,研究了3种含水量较高的湿污泥与淮南煤直接掺烧时的燃烧特性,并通过2种典型的多重扫描速率方法计算了直接掺烧时的动力学参数。污泥在混合样品中的比例分别为10%、30%和50%（以质量计）。结果表明:污泥与煤掺烧时的失重主要发生在200 ℃之前和400~1 000 ℃之间;污泥比例越高,掺混样品在400~1 000 ℃之间的失重峰越窄;当污泥比例为10%时,掺混样品的失重行为与煤相似;煤单独燃烧以及煤与污泥等比例掺烧时的表观活化能均随着转化率的增加而减小,在相同的转化率下,后者的数值总是大于前者。     

印尼煤与国内煤掺烧试验研究

采用一维试验炉和着火试验炉,对2种印尼煤与大同煤、准格尔煤、神华煤、平朔煤、兖州煤进行掺烧试验研究,分析其掺烧特性。结果表明:2种印尼煤的着火温度较低,属于极易燃烧煤种,与国内煤掺烧时,可以降低国内煤活化能,从而改善国内煤着火温度;2种印尼煤燃尽率均较高,低热值印尼煤不宜与低挥发分煤种掺烧,高热值印尼煤掺烧时,燃尽率与掺烧比例存在最优值;2种印尼煤都有较强的结渣倾向,掺烧低结渣倾向煤种可以有效改善其结渣状况。     

准东煤燃烧颗粒表面温度测量试验研究

为探究准东煤在燃烧过程中颗粒表面温度及其燃烧特性,搭建燃烧煤粉颗粒测温系统,燃用准东煤、2种烟煤、褐煤,得到4种煤样颗粒表面温度随燃烧器喷口高度的变化曲线.结果表明:4种煤样颗粒表面温度曲线变化趋势相似;而准东煤的燃烧过程最为剧烈,火光最为明亮,对应颗粒表面温度最高,燃烧特性最好,说明灰分含量、碱及碱土金属含量是影响颗...     

燃烧新疆准东煤350MW超临界锅炉设计应用

新疆准东煤具有极强的结焦沾污特性。介绍完全燃用准东煤350 MW超临界锅炉的主要汽水、热力参数和布置结构。运行结果表明,锅炉可以在掺烧准东煤比例达到80%条件下可以长期稳定运行,但掺烧超出80%比例条件下,炉膛结渣沾污速率明显加快。通过燃烧调整数据分析,建议采用降低一次风率和控制锅炉氧量在4%来控制结焦沾污。对于新建机组应采取以下措施:减小燃烧切圆直径,提高燃尽高度,放大炉膛截面积,扩大吹灰区域。     

城市污泥与煤矸石混燃实验研究

为了解在煤矸石中掺烧污泥的燃烧规律,利用热重分析法对污泥、煤矸石及两种试样的混合燃料进行了燃烧特性研究。结果表明,随着污泥掺混比例的增加,混合燃料的着火温度逐渐降低,燃烬温度、可燃性指数和综合燃烧特性指数先减少再增加,当掺混50%污泥时,达到最高点。利用Coats-Redfern积分法,选用恰当的反应机理函数,对燃料主要失重过程进行了动力学分析。结果表明,煤矸石的活化能高于污泥,混合燃料的活化能随着污泥掺混比例的增加而逐渐降低。其研究结果可为掺烧污泥的循环流化床锅炉的运行提供参考。     

新疆准东煤特性研究及其锅炉选型

利用西安热工研究院有限公司燃烧试验台,对准东煤的着火、燃尽、沾污和结渣特性等进行了研究。结果表明,准东煤的着火、燃尽性能优良,而沾污、结渣严重。对于在役锅炉,应加强电厂堆、配煤管理,合理控制准东煤掺加比例;优化锅炉运行方式,适当提高易结渣部位的吹灰次数。对于新建锅炉,应重点从燃烧方式、炉膛热负荷、炉膛出口烟温、煤粉细度和吹灰器布置等方面进行优化,防止受热面的沾污和结渣。     

布尔台煤与典型烟煤掺烧试验研究

利用西安热工研究院有限公司的一维试验炉和着火试验炉,对布尔台煤与大同煤、准格尔煤、神华煤、平朔煤、兖州煤5种典型烟煤进行掺烧试验研究,分析布尔台煤与其他煤掺烧时的燃烧和结渣特性。试验结果表明:布尔台煤与神华煤的燃烧和结渣特性极其相似;在与低结渣倾向的煤种掺烧时,布尔台煤的结渣现象明显得到改善。     

生物质气与煤混燃锅炉燃烧性能模拟研究

为了分析生物质气与煤混合燃烧对锅炉燃烧过程以及运行性能的影响,基于Aspen Plus建立了生物质气化以及合成气与煤混合燃烧模型,对不同煤种与含水率为20%的松木气化合成气的混燃过程以及燃烧产物排放特性进行研究,得到了在不同生物质气掺烧比例下的锅炉最高燃烧温度、排烟体积、排烟温度、锅炉效率以及燃烧产物的变化规律。结果表明:在锅炉输入总热量不变的情况下,随着生物质气掺烧比例由0%增加到30%,混烧后的最高燃烧温度随着煤种质量的降低而降低,但排烟温度逐渐增大;烟气飞灰减少,机械未完全燃烧热损失减小,导致锅炉效率逐渐增加。     

化学链燃烧过程中准东煤成灰特性实验

采用热重反应器对准东煤在不同条件下的成灰特性进行实验,研究了反应气氛、温度和铁矿石存在对准东煤成灰特性的影响。结果表明:化学链燃烧后的准东煤灰机械强度要高于空气直燃后的准东煤灰,且煤颗粒粒径越大,燃烧后煤灰的机械强度也越好;准东煤的成灰速率随着温度的升高而增加,且水蒸气气氛下的成灰速率要高于CO_2气氛;与传统燃烧方式相比,化学链燃烧过程中固留在煤灰中的钠含量较少,尤其是以水蒸气为气化介质的化学链燃烧过程。     

100 MW机组锅炉油页岩掺烧准东煤试验

我国淮东煤和油页岩储量丰富,但在燃用淮东煤和开发油页岩时均遇到阻碍,二者互补掺烧有望取得良好效果。对此,在100 MW机组上进行了油页岩掺烧准东煤的试验研究,从燃料特性、煤粉细度及均匀性、烟气温度变化、炉内沾污结渣情况、热损失与热效率等方面对系统掺烧后锅炉的安全性和稳定性进行了评估。结果表明:掺烧油页岩并大幅提高准东煤燃用比例后,煤粉颗粒细度稍有增大,均匀性变差;排烟温度呈波动性降低趋势,炉内沾污和结渣情况不明显,飞灰可燃物质量分数大幅降低,锅炉热效率最大提高约1%。     

W型火焰旋流燃烧锅炉混煤着火试验研究

在某电厂W型火焰锅炉上研究贫煤、烟煤和无烟煤混煤的着火特性。在燃烧器附近进行煤粉气流温度测量,分析了掺烧烟煤前后燃烧器轴向煤粉气流温度的变化,分析了贫煤和无烟煤不同比例时燃烧器轴向煤粉气流温度的变化,比较了侧墙燃烧器和炉膛中部燃烧器轴向煤粉气流温度的变化。结果发现,混煤的煤粉气流分两次进行燃烧。首先燃烧的是易着火的烟煤,当烟煤逐渐燃尽后煤粉气流温度有所降低,随后着火温度高的无烟煤才开始燃烧,煤粉气流温度再次上升。当无烟煤和贫煤混煤掺烧时,随着无烟煤比例的提高,煤粉气流温度降低,着火距离逐渐延长。炉膛壁温和漏风降低了煤粉气流的温度,使得煤粉燃烧需要更多的热量,使得靠近侧墙的燃烧器着火推迟。     

350 MW超临界锅炉与准东煤适应性试验研究

准东煤着火、燃尽、环保等特性优良,但因准东煤灰中碱金属含量高,锅炉燃用准东煤时极易出现炉膛严重结渣和对流受热面严重沾污问题,影响锅炉安全运行。为保证锅炉安全、经济燃用准东煤,对锅炉与准东煤的适应性进行研究,确定准东煤的最佳掺配比例,并对锅炉及其制粉系统进行优化调整,确保锅炉经济、安全可靠运行。     

烟煤锅炉掺烧高硫煤燃烧特性试验

采用一维火焰炉和着火试验炉对神混煤与重庆能源投资集团高硫煤(能投煤)进行试验室掺烧试验,研究了掺烧比例、煤粉细度和运行氧量对混煤着火温度、燃尽率、结渣性能及污染物排放特性的影响。结果表明:随着能投煤掺烧比例的提高,混煤的着火温度提高,燃尽性能变差,结渣倾向降低,NOx、SO2排放质量浓度显著升高。在某电站锅炉现场掺烧过程中锅炉效率、结渣特性变化不大,NOx排放质量浓度略有升高,SO2生成质量浓度大幅升高,运行成本增加。     

Coats-Redfern模型和DAEM在污泥与煤掺烧过程中的动力学适应性分析

通过热重红外联用研究煤与污泥不同掺混比例样品的燃烧特性以及气体排放特性,分别利用Coats-Redfern模型和分布式活化能模型(distributed activation energy model,DAEM)对污泥与煤的掺烧过程进行动力学分析,研究2种模型的适用性。结果表明,与单一煤样相比,10%掺混比例样品的着火点降低了11℃,可燃性能改善,稳燃性能提高,综合燃烧特性指数提高。此外,10%掺混比例样品燃烧过程中NO和SO_2的吸收峰比单一煤样的吸收峰低,说明一定比例掺混煤和污泥可以降低污染物的排放浓度。另外DAEM的拟合相关性系数比Coats-Redfern模型更高,表明DAEM更加适用于污泥与煤混合燃烧过程动力学分析。     

新疆准东煤结渣沾污特性研究

通过对某准东矿区煤样进行燃烧特性分析、灰熔点测定、煤及煤灰成分分析和碱金属赋存形式分析,揭示准东煤结渣、沾污机理。结果表明:准东矿区煤质着火稳定性与燃尽性能介于烟煤和褐煤之间;煤中水溶钠居多,有机钠和不可溶钠含量较少,煤中醋酸铵溶性钾占50%以上;煤灰中Na_2O含量达7%,属于典型高钠煤,具有严重结渣和沾污特性,可为锅炉设计、选型以及运行提供理论依据。     

流化床锅炉燃烧中煤颗粒粒径对灰渣形成特性影响试验研究

煤颗粒特性对煤在流化床锅炉燃烧过程中灰渣的形成特性影响很大。将义马烟煤按煤颗粒的粒径和灰含量分为数个规格,在小型流化床反应炉上进行煤颗粒粒径对灰渣形成特性的试验研究。结果表明,随着灰含量的增加,煤颗粒粒径对底渣粒径分布的影响逐渐增加;随着煤粒径的增大,底渣份额降低,但降低的幅度随着灰含量的增加而减小;灰含量低的煤颗粒燃尽率与煤颗粒粒径之间没有明显的规律,灰含量高的煤颗粒燃尽率随着煤颗粒粒径的增加而降低。