煤灰氧化物与钙基固硫产物的高温多相反应机理

高温下常规固硫产物CaSO4的不稳定与分解是导致层燃炉和煤粉炉内固硫效率低下的主导因素，研究不同矿物质体系中硫酸钙的高温热变化行为具有重要意义。文中以化学纯矿物为研究对象，采用TG-DTG-DSC热综合分析法研究了煤灰氧化物SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO对CaSO4高温稳定性的影响；并采用高温反应器、XRD等试验设备及测试方法分析了CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3与CaSO4所组成的二元、三元矿物组分的固相反应过程。结果表明，CaO的加入对CaSO4的分解影响并不明显，SiO2、Fe2O3、Al2O3对CaSO4的分解总体表现为促进作用。SiO2在高温下易与CaO发生固相反应形成硅酸二钙和硅酸钙使得CaSO4的初始分解温度降低，在1200℃以后硫硅酸钙的形成对CaSO4的分解有一定的延缓作用。Fe2O3的加入由于铁离子的扩散效应促进了CaSO4的分解。Al2O3对CaSO4分解的影响具有两重性，Al2O3在CaSO4分解初期易与CaO发生固相反应形成铝酸钙促进CaSO4分解，但在CaSO4分解后期形成硫铝酸钙在一定程度上抑制了CaSO4的分解。     

钙基固硫剂高温固硫反应特性的TGA试验研究

燃煤固硫过程中，要求固硫剂具有良好的高温固硫性能。该文通过热重分析方法对钙基固硫剂的固硫反应行性进行了试验研究，其中着重研究了固硫剂的种类，添加剂含量及反应温度对固硫剂钙利用率的影响。结果发现人工配制的复合钙基固硫剂及新型的天然固硫剂－贝壳具有较好的高温固硫性能，与纯CaO相比，其最佳固硫温度向高温区移动约100℃。在1180℃下，添加剂的加入可使固硫剂的钙利用率提高15个百分点，所得试验结果为燃烧中固硫剂的选择并提高其利用率提供了依据。     

赤泥调质石灰石用作循环流化床锅炉固硫剂的研究

采用3种氧化铝厂生产的赤泥作为添加剂对石灰石进行调质,并在循环流化床锅炉温度条件下进行了燃煤固硫试验,考察燃烧温度、调质配比、固硫剂粒径、钙硫比等因素对固硫效率的影响.结果表明,在整个温度范围内(700～1100℃),采用赤泥调质均能显著提高石灰石的固硫性能;按Ca/Me摩尔比为15向石灰石中添加赤泥可以获得最佳的固硫效果;减小固硫剂的粒径或增大钙硫比,均能提高赤泥调质石灰石的固硫效果,钙硫比为2时,固硫效果较佳.     

燃煤高钙灰的组成及其演化机制的研究

采用低温灰化仪、X射线衍射仪和场发射扫描电镜系统研究了小龙潭电厂煤及其高钙飞灰的矿物学特征和化学组成。结果表明：不同高钙灰颗粒化学组成差异较大，颗粒成分呈现出很强的非均质性。依据单颗粒中元素种类及含量建立了高钙灰的分类系列，即：钙氧化物相；钙硫酸盐相；钙硅铝酸盐相和Ca-S-X相(X：Fe，Al，Si，Mg等)。钙氧化物相主要源于煤中含钙碳酸盐的分解；钙硅铝酸盐相组成复杂，其主要源于内在矿物的融合凝并以及外在含钙矿物与外在硅铝质矿物的烧结；钙硫酸盐相和Ca-S-X相是含钙矿物的自脱硫产物；外在含钙矿物易形成钙硫酸盐相；而内在含钙矿物易形成Ca-S-X相；Ca-S-X相主要源于脱硫产物CaSO4与硅铝酸盐的结合。     

硫酸钠沉积转化特性及对灰熔融性的影响

Na2SO4是加剧高碱煤沾污结渣特性的重要中间物质。为阐明炉内固相Na2SO4生成转化机理及对灰熔融性的影响规律,采用气相反应动力学分析了Na2SO4(g)的生成,总结了渣层不同温度下Na2SO4的沉积和转化特性,通过灰熔融性和高温矿物演变实验研究了Na2SO4的高温转化及对灰熔融性的影响。结果表明:Na2SO4(g)是气相Na的主要赋存形式。900℃及以下Na2SO4(g)大量凝结并沉积,中低温渣层中的Na2SO4稳定存在。渣层温度沿径向升高,沉积于高烟温区域灰渣外层的Na2SO4熔融,并发生高温转化,与飞灰中石英、刚玉等矿物发生铝硅酸化反应,1 000℃左右大量生成钠长石,硫酸钠含量高时生成钠霞石,高于1100℃进一步转化为钙钠长石、青金石、蓝方石等矿物。Na2SO4高温下转化为低熔点含钠铝硅酸盐,其助熔共晶效应导致灰熔融温度大幅降低,加剧结渣。     

纳米添加剂对燃烧固硫影响特性研究

采用自制的纳米TiO2作为燃烧固硫添加剂,对纳米TiO2催化CaCO3的分解过程进行了热重试验研究,对固硫后气体吸收液和固体产物分别进行了离子色谱和红外光谱分析,并采用Coats and Redfern模型对CaCO3分解反应的动力学过程进行了计算.结果表明,纳米TiO2对CaCO3的分解有明显的促进作用,可使分解温度降低、反应活化能E下降;纳米TiO2会导致CaCO3晶格扭曲,减小微晶的晶格能,促进CaCO3分解成反应活性高的CaO分子;纳米TiO2会加快O2的吸附速度,使添加剂周围煤的反应速度加快,同时促进SO2转化成SO3,以及SO2向CaO的内部扩散,完全燃烧产物还会抑制CaSO3的分解,从而提高CaCO3的固硫效果.     

基于CaSO4载氧体的煤化学链燃烧分离CO2研究

提出基于CaSO4载氧体的串行流化床煤化学链燃烧分离CO2技术，分析了燃料反应器内水煤气反应、CaSO4以及金属氧化物载氧体还原反应热力学特性参数，表明CaSO4是煤化学链燃烧反应理想的载氧体。应用Aspen Plus软件，建立了基于CaSO4煤化学链燃烧串行流化床内各种物质的质量平衡、化学平衡和能量平衡模型，进行模拟研究；结果表明，随着燃料反应器温度不断提高，燃料反应器气体产物中H2O体积浓度基本维持不变，CO2浓度略有降低，CO迅速上升，而H2缓慢增大；H2S随反应温度呈幂指数规律衰减，SO2显著递增，表明燃料反应器产物中SO2和H2S中的硫不全部是煤中硫，部分硫来自于CaSO4载氧体竞争反应的产物；载氧体循环倍率随燃料反应器温度升高呈幂指数级增加，随空气反应器温度呈幂指数级递减。     

煤粉高掺钙燃烧时煤灰矿物形成机理的热力学分析

以热力学分析为主要手段,对煤粉在高掺钙条件下燃烧时煤灰矿物的形成机理进行了研究。研究表明,在高掺钙条件下,煤灰形成过程中的固相反应将向优先生成硅酸二钙2CaO?SiO2和钙铝黄长石2CaO?Al2O3?SiO2的方向进行,因此煤灰的矿物组成将以硅酸二钙和钙铝黄长石为主,这与以玻璃体和石英、莫来石为主的普通粉煤灰的矿物组成完全不同。硅酸二钙具有很好的水硬性,利用这一特性,可以开展进一步的研究,即通过掺钙对粉煤灰的进行改性处理,改善其矿物组成,使粉煤灰成为本身具有水硬性的类水泥材料,从而促进电厂粉煤灰的综合利用。     

炉排式垃圾焚烧炉灰渣成分及熔融特性分析

在工况和炉内气氛一定的情况下,灰渣中各种化学成分及其物相对灰渣的熔融特性起着决定性作用.从灰熔点、灰成分、XRD物相分析3个方面对焚烧炉灰渣熔融特性进行了研究.结果表明,在远低于灰熔点的条件下,灰渣内部已经有一部分矿物发生了烧结,这些局部的熔融是引起矿物质颗粒相互粘连的原因之一;CaO、Al2O3/MgO/ZnO、SiO2等反应生成的钙化合物形成的低熔点共熔物相的存在是灰渣形成的主要原因.     

配煤煤灰内矿物质转变过程与熔融特性规律

选取2种灰成分以及灰熔点差异较大的平朔和神木煤样进行相配,研究配煤灰样内矿物质的转变过程与熔融特性规律。神木煤灰在熔融前(1 080 ℃)含有石英SiO2、Fe2O3、钙铁辉石、硅灰石、硅铝钙石、易变辉石、柱沸石和钙黄长石等矿物质,由于这些含钙矿物间的相互作用以及赤铁矿的存在,生成了低温共融体化合物,导致灰熔点较低。当配入平朔煤后,平朔煤灰样内所富含的硅、铝氧化物成分改变了神木灰样内的矿物组成,灰样内的矿物质逐渐由富含Si、Fe、Ca、S矿物质向富含Al、Si矿物质转变,生成了一定量的莫来石,随着配煤灰样中平朔煤样所占比例的增加,在加热过程中莫来石的含量增加,钙长石含量逐渐减少,明显改善了煤灰的熔融特性。     

220 kV变电站10 kV直供负荷的改善措施及其经济分析

为了协调220 kV与110 kV变电站布点关系,结合某省220 kV变电站三卷变压器10 kV低压侧直接向负荷供电（简称直供）的实际情况,对全省220 kV变电站进行统计分析,研究其直接供电的现状及运行中反映的问题,并有针对性地从技术和经济层面提出解决办法：对10 kV直供负荷供电时,将配电网规划和10 kV直供负荷相结合,优化配电网的结构,合理利用220 kV变电站的容量,由220 kV变电站向周边10 kV负荷系统直接供电,在确保供电可靠性的情况下,控制10 kV线路的送电距离。以上措施可挖掘现有电网的供电潜能,降低线路损耗,使电网布局更趋合理。     

智能变电站中高频开关电源技术应用

高频开关电源因其性能可靠、体积小、效率高等优点,已广泛应用于智能变电站直流系统中,为变电站安全、可靠运行提供保障。首先简单介绍了交直流一体化电源系统,然后分别对直流充电模块、通信电源模块、UPS电源模块作了详细分析,重点研究了高频开关电源的N+1冗余技术和均流技术。通过研究发现,这2种技术的应用提高了高频开关电源模块的可靠性。高频开关电源能够满足智能变电站对直流系统可靠性的要求。     

微电网概率性最优的储能容量研究

针对可再生能源发电受外界环境影响较大、难以控制,接入微电网后对其安全运行带来很大挑战的问题,指出在微电网中接入储能装置可有效地解决此问题;研究了微电网孤岛运行时储能容量的确定方法,提出了一种概率性最优的储能容量确定方法：计算了微电网调度出力与负荷需求的功率差额,并根据其概率函数密度曲线确定储能系统的最大充放电功率;根据储能系统不同时刻其充、放电量累计值的概率函数密度曲线,求出其最优储能容量,使电网能实现经济效益最优和可再生能源利用率最大。采用该方法确定微电网储能容量,具有求解方法简捷、所需储能容量小的特点。     

基于先验方差的发电机惯量辨识数据质量评估

发电机惯量是电力系统频率特性分析与在线应用的重要参数。基于发电机正常运行时机端有功功率和频率的类噪声信号可对发电机惯量进行实时辨识。然而实测数据质量存在的缺陷,导致现有算法对实测数据辨识效果较差。为解决该问题,本文以谱分析与系统辨识理论为基础,通过参考系统估计、模型参数方差估计、惯量方差估计三个步骤,建立惯量辨识结果的先验方差统计量,在进行辨识前对类噪声数据段进行评价和筛选,提升了惯量辨识的准确度。基于仿真数据和实测数据的数据评估筛选结果验证了本文提出方法的有效性。结果表明,先验方差较小的数据段,惯量辨识的准确度较高。     

基于暂态相关性分析的小电流接地故障选线方法

小电流接地系统发生单相接地故障时,接地点产生的暂态故障电流包含了整个系统中全部的暂态故障电流特征量。非故障线路的三相暂态电流主要表现为对地电容电流,考虑到系统中存在的电感影响,健全线路中的两相电流差非常小,且波形与自身的暂态零序电流明显不相关,而故障线路的两相电流差与其暂态零序电流表现出明显的相关性。利用这一特征,首先对母线电压进行小波变换,通过三相近似系数比例AR检测配电网是否发生了单相接地故障,并找出故障相;然后,运用相关性分析比较各条线路的两相电流差与零序电流的相关性,能够正确地选出故障线路,文章通过MATLAB/SIMULINK建模,验证了该方法的正确性。     

East China Market in Dire Need of Three Major Breakthroughs

Since started as a pilot project of regional power marketin June, 2003, East China power market has been actively andsteadily progressing, and has promulgated in succession amarket establishing program, market operating rules andspecifications for the functions of technical support systems.The technical support systems have been built up by stagesincluding the master station system in East China region and     

12th International Conference on Electronic Measurement & Instruments(ICEMI'2015)

正Qingdao,China 7.16-19,2015 The International Conference on Electronic MeasurementInstruments(ICEMI)is the world's premier conference dedicated to the electronic measurement and test of devices,boards and systems that is covering the complete cycle from design,verification,test,diagnosis,failure analysis and process of manufactory and products     

基于改进动态灵敏度的配电网无功优化规划

目前配电网无功优化规划多采用网损灵敏度分析等方法来确定配电网候选无功补偿点,可能选择虚假高灵敏度节点,选点分布较集中。提出一种基于改进动态灵敏度选点的配电网无功优化方法,对灵敏度和负荷阻抗矩进行修正结合并进行层次聚类,避免选择虚假高灵敏度节点,使得选点分布均匀。通过实例仿真分析,验证了该方法的有效性,并对几种灵敏度选点方法进行了比较研究,得出了一些有益的结论。     

1 000 kV特高压南阳站3/2主接线不平衡环流分析

特高压变电站1 000 kV系统采用3/2主接线,由于导电主回路电阻不平衡度较大及特高压变电站输送容量大,导致3/2主接线系统存在较大幅值的不平衡环流,极端情况下个别断路器相电流有过零甚至反相现象。结合特高压南阳站,从理论上分析不平衡环流中零序分量及其产生原因;论述了大负荷运行期间零序环流给站内二次系统带来的显著问题和严重后果;提出保护装置采用两断路器合流、单断路器最小相电流制动零序电流元件和两断路器合流制动单断路器零序电流元件的几种解决方案。以期后续交流特高压工程对此有足够的重视,供设计、施工和运行维护借鉴。     

电解铝整流系统建模与稳流协调控制策略

介绍了大功率直流电解铝供电系统结构,建立了包括电解槽负载模型、饱和电抗器（ＳＲ）模型以及有载调压变压器（OLTC）的整流系统模型,提出了稳流协调控制策略：OLTC可对系列电流进行离散性的粗调,SR可在一定范围内实现对系列电流的连续性微调,两者结合能有效地解决机组投入与退出、阳极效应发生等大扰动下的稳流精确控制问题。基于电磁暂态分析软件包（ＥＭＴＤＣ）搭建了6机组整流系统,对网侧电压波动、负荷波动等工况进行了仿真分析,仿真结果表明：所提协调控制策略能保持直流系统处于最佳的运行状态,可实现电解铝生产过程中电流的平稳。