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。     

神华煤与其它烟煤掺烧的结渣性研究

通过在试验室条件下对神华煤与其它烟煤混煤的掺烧试验,掌握了神华煤掺入不同比例其它煤后,混煤的着火、燃尽和结渣性能及沾污性能的变化规律。同时,进行了炉内气氛条件对结渣的影响试验。在试验数据的基础上,总结了混煤结渣指数与煤灰软化温度和煤灰碱酸比的定量关系。试验结果可为电厂锅炉掺烧神华煤或减缓燃烧神华煤的结渣问题提供指导。     

无烟煤的燃尽特性分析

空气气氛下热重试验表明,无论在哪种升温速率下,无烟煤的起始着火温度比烟煤约高220℃,燃尽温度比烟煤约高70℃,无烟煤的燃烧时间要大于烟煤.反应动力学模型得到的活化能测试结果表明,无烟煤的活化能比烟煤大30kJ/mol左右.增加炉内换热和延长停留时间,有利于缩短燃煤颗粒的预热时间以及燃烧时间,从而促进无烟煤的燃尽.     

大差异煤掺烧反应动力学研究

以具有大差异煤质特性的河南新密无烟煤、内蒙古褐煤及其不同配比混煤作为研究对象进行非等温热重实验,通过TG/DTG曲线分析不同反应工况对燃烧特性和动力学参数的影响。结果表明,配比和升温速率对混煤掺烧特性影响较大,煤粉细度和空气流量存在中间最优值,混煤配比为7∶3或5∶5,升温速率30℃/min时具有良好的着火能力和燃尽特性,活化能较小,燃烧剧烈且稳定。实验结果可为燃烧大差异特性混煤机组的高效、安全、经济运行提供依据。     

O2/CO2和O2/N2气氛下不同煤种的热解与燃烧试验研究

采用热重-质谱联用仪分别研究了3种煤在O2/N2和O2/CO2气氛下的热解和燃烧特性.结果表明,与N2气氛相比,CO2气氛下煤粉的热解过程可分为水分的蒸发、挥发分的释放以及较高温度下煤焦与CO2的气化反应;随燃烧气氛中氧浓度的增加,煤粉的TG-DTG曲线移向低温区,着火温度和燃尽温度降低,煤粉综合燃烧特性指数增大;在相同的燃烧气氛及氧浓度下,PRB次烟煤的着火温度和燃尽温度明显低于Illinois烟煤和Utah烟煤.     

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。     

O2/CO2气氛煤粉燃烧特性试验研究

O2/CO2燃烧技术是一种可分离回收CO2的新型燃烧技术，其燃烧机理与常规空气气氛燃烧存在着较大的差异。为此，该文在热重分析仪上进行了模拟空气气氛及不同O2浓度(j(O2)=21%、30%、40%、80%)的O2/CO2气氛下3种不同品质煤粉(龙岩无烟煤、贵州烟煤、元宝山褐煤)的燃烧特性试验，确定了3种煤粉的燃烧特征参数及综合燃烧性能指数。试验结果表明，O2/CO2气氛下煤粉的燃烧分布曲线与O2/N2气氛下有明显不同，相同O2浓度的条件下，O2/CO2气氛下煤粉燃烧速率低，燃尽时间长。在O2/CO2气氛下随着O2浓度的增加，燃烧DTG曲线向低温区偏移，着火温度及燃尽温度降低，燃尽时间缩短，煤粉综合燃烧特性指数增大，表明提高O2浓度可改善O2/CO2气氛下煤粉的燃烧特性。     

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。     

O_2/CO_2气氛下煤/生物质混燃特性实验研究

采用热重分析仪分别研究了不同煤种(烟煤、贫煤、无烟煤)与生物质(稻壳)的混燃特性,分析了燃烧气氛(O_2/CO_2、O_2/N_2)、生物质掺混比例、氧体积分数对煤与生物质混燃的着火温度、燃尽温度和综合燃烧特性以及动力学特性的影响。结果表明:1)在O_2/CO_2与O_2/N_2气氛下,煤与生物质混燃的失重变化趋势相似;但在O_2/CO_2气氛下,煤与生物质混燃的失重速率和固定碳燃烧反应活化能均低于O_2/N_2气氛,综合燃烧特性较O_2/N_2气氛差;2)掺混生物质可以改善单煤的燃烧特性,相比于单煤,煤与生物质混燃的着火温度和燃尽温度降低,煤粉的燃烧特性有所改善;3)随着生物质掺混比例的增加,煤与生物质混燃特性进一步得到改善;4)氧体积分数提高,煤与生物质的混燃速率增大,其着火和燃尽温度降低,综合燃烧特性改善,但在煤的固定碳燃烧阶段,燃烧反应活化能和指前因子增大;5)在煤的固定碳最大燃烧速率对应温度附近,混合燃料反应活化能小于单煤燃烧反应活化能,随着生物质掺混比例的增加,混合燃料反应活化能进一步减小。     

600MW机组四角切圆燃烧锅炉掺烧褐煤技术分析

某600 MW机组四角切圆燃烧锅炉设计燃用煤种为晋北烟煤,而掺烧的褐煤属于极易着火、极易燃尽、但结渣及沾污严重的煤种,煤的全水分较高,这些特性对锅炉制粉系统、燃烧方式等均提出了特殊的要求。对此,进行了褐煤掺烧的试验及技术分析,将褐煤与平六煤按1:1混配。结果表明,掺烧燃尽度变化不大,排烟温度上升幅度较小,炉膛水冷壁及大屏结渣变化不明显,而空气预热器腐蚀减轻。     

600 MW烟煤锅炉掺烧褐煤试验研究

以某600 MW机组锅炉为研究对象,进行褐煤掺烧试验,通过对20%、40%、60%不同褐煤掺烧比例及纯烟煤工况下的制粉特性、炉内燃烧特性、锅炉热效率、运行参数等分析对比,结果表明:掺烧褐煤后,通过降低磨出口温度,调整折向挡板开度等手段可使制粉系统的出力满足要求,同时保证制粉系统运行的安全性。从炉内着火情况来看,喷口的着火距离有拉近的趋势,炉膛水冷壁、大屏上覆盖的渣量及炉底渣量都呈增加趋势。掺烧褐煤后锅炉效率总体下降,褐煤掺烧比例为60%时,锅炉效率同比降低约0.45%。NO_x排放浓度随着掺烧比例的提高而增大。以期为同类型褐煤掺烧锅炉燃烧优化及技术改造提供依据。     

O_2/CO_2气氛下煤粉燃烧SO_2排放特性

为研究O_2/CO_2气氛下煤粉燃烧SO_2排放特性,在沉降炉上通过模拟电厂混煤掺烧的实际工况,分析了过量空气系数α、CO_2体积分数、炉膛温度以及燃料比对单煤及混煤燃烧时SO_2排放特性的影响。结果显示:(1)α由0.8增至1.4,所选煤种SO_2的排放质量浓度(以下简称"排放浓度")越大,CO的排放浓度越小;(2)O_2/CO_2气氛下SO_2排放浓度低于O_2/N2气氛下SO_2排放浓度,降低量约为10%;(3)随着反应气氛里CO_2体积分数由20%增加至50%,所选煤种SO_2排放浓度均逐渐降低,CO的排放浓度均逐渐升高;(4)随着炉膛温度的升高,O_2/CO_2、O_2/N2气氛下SO_2排放浓度均增大,不同气氛、不同升温段时SO_2排放浓度曲线斜率变化不同;(5)燃料比越小,煤粉燃烧越好,燃料中S向SO_2的转化率越高,而高温富氧下,燃料含S量越高,SO_2排放量也越高,但S向SO_2的转化率下降。     

超超临界大型燃煤机组掺烧褐煤试验研究

当前准葛尔2号烟煤(设计煤种)供应紧张,为了缓解煤源问题,某电厂2×1 000 MW超超临界机组决定掺烧霍林河褐煤。通过神华煤与霍林河褐煤的不同掺烧比例试验,研究不同掺烧比例对锅炉效率和机组最大出力的影响。燃烧优化试验表明:额定负荷下,当烟气中含氧量在3.22%时,锅炉效率最高。空气分级燃烧试验表明:考虑锅炉效率和NOx排放浓度,神华煤掺烧30%霍林河褐煤的额定负荷下,燃尽风挡板开度应为-10%,并对掺烧褐煤存在的问题进行分析,给出具体建议和措施。通过合理混配、掺烧和燃烧优化调整,极大地缓解了因掺烧褐煤引起的经济性问题。     

O_2/CO_2气氛下无烟煤着火温度的实验与模型研究

为了研究O2/CO2气氛下无烟煤的着火特性尤其是着火温度Ti,采用垂直沉降炉(DTF)实测了阳泉无烟煤在空气(21%O2/79%N2)气氛及4种不同O2浓度(10%、21%、30%、40%)的O2/CO2气氛下着火时的气体温度Ti,g,并采用改进的非均相热力着火模型对该无烟煤着火时的气体温度Ti,g和颗粒温度Ti,p进行了预报与比较。研究结果表明:在相同O2浓度时,O2/CO2气氛下阳泉无烟煤的着火温度明显高于O2/N2气氛下的着火温度,这主要是因为CO2比N2有更高的摩尔比热容以及O2在CO2中的质量扩散率比在N2中更低;在O2/CO2气氛中阳泉无烟煤的着火温度随着O2浓度的增加而呈指数形式降低;各气氛下煤粉着火时的气体温度预报值与实测值吻合较好。     

混煤燃烧反应动力学参数的实验研究

采用热天平,在20℃/min的升温速率下,对六枝化处煤和娄底煤焦两种单煤及这两煤种之间9种不同掺混比的混煤的燃烧反应动力学参数进行了实验研究。分析特性温度发现,掺混少量的六枝化处煤就能明显降低混煤的着火温度;计算所得的混煤活化能E比由父本煤种的活化能按比例加权的平均值E′小,混煤的着火性能更加接近活化能小的单煤。     

稻壳与不同煤种的混燃特性研究

将农林业生物质废弃物与煤炭进行混燃发电是一种可同时提高环境和经济效益的能源利用方式。本文以稻壳为研究对象,以10℃/min的升温速率在热重实验台上进行了稻壳分别与1种烟煤和1种褐煤的混燃实验。通过热重研究和动力学分析发现:稻壳的掺入可以改善烟煤着火和燃尽等燃烧特性,且改善效果在一定范围内随着稻壳掺混比例的增大而更佳;但稻壳与褐煤的混燃并未显著影响褐煤的燃烧特性;将稻壳与煤进行混燃利用时,应根据煤种及掺混比例的不同具体考虑其混燃特性。     

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。     

利用热天平对电厂混煤燃尽特性的实验研究

目的,燃用混煤的电厂越来越多。混煤的燃尽特性与单一煤种有着显著的不同,如何通过试验来判别混煤燃尽特性得尤为重要。为此对两煤种煤粉进行了不同掺烧比的混配,利用热重分析法得到的煤焦燃烧特性曲线,提出混煤燃尽特性的综合判别指数Hj,通过对混煤的燃烧特性的非常规分析,对如何判别混煤的燃尽性能进行了探索和研究。     

1025t/h烟煤锅炉掺烧褐煤的可行性试验研究

在280 MW负荷工况下,对某电厂6号烟煤锅炉掺烧褐煤的可行性进行试验,研究褐煤掺烧比例对磨煤机运行方式、排烟温度、NOx排放浓度以及锅炉热效率的影响。结果表明,掺烧褐煤后,锅炉的出力受到了一定限制;随着褐煤掺烧比例的增大,锅炉排烟温度与NOx排放浓度呈现先增大后减小的趋势;锅炉热效率呈下降趋势。     

350MW机组锅炉掺烧褐煤技术研究

某电厂结合HG-1165/17.45-YM1型锅炉的特性,进行以燃烧烟煤为主,掺烧褐煤的试验。文章提出了掺烧褐煤的最优改造技术方案,讨论了褐煤掺烧技术应用中所面临的问题,并对掺烧褐煤的经济性进行分析。