污泥水焦浆管道输送的壁面滑移和减阻特性

在小型浆体输送试验装置上系统地研究了污泥水焦浆的流变特性、滑移速度和阻力特性。采用Tikhonov正则化方法确定了水焦浆的真实流变特性和壁面滑移速度,研究了污泥添加量对水焦浆真实流变特性、壁面滑移效应、阻力特性和滑移减阻特性的影响。结果表明:水焦浆为胀塑性流体;向水焦浆中添加5%的污泥,浆体的剪切增稠特性减弱;污泥添加量达到10%时,水焦浆随剪切速率增大由胀塑性流体向假塑性流体转变。水焦浆的滑移速度随剪切速率呈加速增长趋势;污泥水焦浆的滑移速度随剪切速率呈减速增长趋势。水焦浆管道流动的阻力系数较大,污泥水焦浆的阻力系数显著降低。水焦浆的滑移减阻率随流速增大而增大,污泥水焦浆的滑移减阻率随流速增大而减小。     

水煤浆流变理论及管内流动阻力特性的研究

通过对水煤浆流变理论的研究，得出了影响水煤浆流变性最主要的因素是水煤浆浓度、温度和添加剂含量，并经实验得出了这些因素的影响规律。采用旋转粘度计法和工程管道阻力法能够确定水煤浆的流变特性，由实验可知，在水煤浆流变特性已知的条件下，根据流体流动理论可以计算出水煤浆在管内的流动阻力，便于在工程实际中推广应用。图５表２参７     

浓度对水煤浆壁面滑移和流变特性的影响

在中试规模水煤浆输送试验装置上,采用直径25、32、40和50 mm的直管系统地考察了浓度对水煤浆壁面滑移流动特性的影响。联合采用经典Mooney滑移修正方法和Tikhonov 正则化数值计算方法,确定了水煤浆的真实流变特性和壁面滑移特性。结果表明,在低浓度区,滑移速度随浓度增加而增加;在高浓度区,滑移速度随浓度增加而降低。管内流动存在临界剪切应力,只有壁面剪切应力高于临界剪切应力时才产生壁面滑移现象;临界剪切应力和屈服应力随浓度增加有相同的变化趋势,2者相对大小不同,导致滑移贡献率随壁面剪切应力的变化呈现2种相反的趋势。浓度越高,真实剪切粘度越大,非牛顿流体特性越显著。     

基于PSO-BP神经网络的水焦浆管道压降预测

在小型浆体流动试验系统上采用4根不同管径的直管考察水焦浆的阻力特性。水焦浆在管内流动存在壁面滑移效应,具有滑移减阻现象,压降预测需要进行壁面滑移修正。利用粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)对BP神经网络进行改进,建立考虑5因子影响因素后的水焦浆管道输送压降PSO-BP神经网络预测模型;采用神经网络预测模型对水焦浆在管道输送中的压降进行了预测,并将预测值与试验值进行比较。结果表明:粒子群优化算法改进的神经网络模型可以有效预测水焦浆在管道输送过程中的压降,预测值与试验值之间误差较小,平均绝相对误差不超过10%。     

再燃区水煤浆脱硝反应特性的试验研究

为了解水煤浆的再燃脱硝特性，于固定床反应器上，模拟再燃区反应环境，利用组成为O2=4%，CO2=16%，NOx= 400 mL/m3，平衡气Ar的模拟烟气，在反应温度900~1200℃，过量空气系数在0.7~1.1的范围内，研究了水煤浆的再燃脱硝表现和影响因素。试验发现，水煤浆的再燃脱硝能力是煤粉和水综合作用的结果；其脱硝效果与成浆煤种相关，随再燃区过量空气系数的增加而减弱，与再燃区温度成正比，与成浆煤粉粒径和煤浆浓度成反比。试验获得的最高水煤浆脱硝率为64%。优良的脱硝特性揭示水煤浆是一种优质的再燃燃料，具有广阔的再燃应用前景。     

热解温度对褐煤半焦成浆特性影响的实验研究

采用低温热解法(450-650℃)对褐煤进行改性处理,研究热解终温对褐煤半焦成浆特性的影响,并从煤质特性和微观孔隙结构的角度对成浆性改变的原因进行了分析,选用Herschel-Bulkley模型对浆体流变特性进行拟合分析,直观地显示了水煤浆流变特性随浆体浓度和热解终温的变化情况.实验结果表明:低温热解有效地提高了褐煤的成浆性能,褐煤水煤浆的最大成浆浓度由改性前的44.31%,最大可升至66.78%,热解终温越高,定黏浓度越大.在表观黏度相近的情况下,热解终温越高,半焦水煤浆的稳定性越好.低温热解能有效脱除褐煤中的水分,促进含氧基团的分解,提高煤阶.热解后,煤的孔隙结构发生变化,热解终温升高,孔比表面积和孔容积减小.     

粒径对无烟煤燃烧特性影响的热重试验研究

煤粉粒径对煤粉的燃烧特性影响很大,为此,采用德国NETZSCH公司生产的STA 449C型综合热分析仪,在升温速度为40℃/min、试验煤样的质量基本相同以及其它试验条件相同的情况下,对两种无烟煤各4种不同粒径的煤样从着火特性、燃尽特性以及综合燃烧特性方面进行了分析。试验结果表明:随着煤粉粒径的减小,两种煤样的着火温度和燃尽温度均有下降的趋势,但变化过程不尽相同;随着煤粉粒径的减小,煤样的综合燃烧特性指数S有增大的趋势,煤样的燃烧特性有明显的改善,其中无烟煤挥发分含量的高低对S随粒径的变化程度影响很大。     

火电厂浓浆输灰系统阻力特性影响因素的敏感性分析

管道阻力损失是火电厂浓浆输灰系统设计中的一项关键参数,是影响输灰系统经济性的重要指标。在大量浓浆输灰管道阻力实验数据的基础上,对影响输灰管道阻力的5个主要因素(流量Q,流速V,管径D,浆体浓度Cv,浆体重度R)进行了深入探讨,采用多因素敏感性分析法比较了它们对管道阻力损失影响程度的大小,从而为今后浓浆输灰系统的设计提供了参考。     

泥石流浆体流变特性影响因素试验研究

采用安东帕第三代Physica MCR301流变仪对粒径在0.5mm以下的自配泥石流浆体进行测试,设置了不同黏粒含量的浆体在三种剪切模式下的试验,利用该仪器测定的结果分析研究了影响泥石流流变特性的因素。分析研究表明:在相同的剪切速率下,黏粒含量越多,浆体切应力越大。粗颗粒含量和黏粒含量的提升对切应力都有增加作用,在高浓度粗颗粒含量下,粗颗粒浓度对剪切应力的影响超过黏粒的贡献。剪切速率不变的情况下,剪切应力仍然持续增加,说明浆体结构存在随时间变化的震凝性。黏土性质对泥石流流变特性也会产生一定的影响。     

O_2/CO_2气氛中超细煤粉着火特性

利用热显微镜和摄像系统,研究了气氛、煤粉粒径、氧气流量和氧气浓度对超细煤粉在O2/CO2气氛中的着火特性的影响。试验表明煤粉在N2/O2中比在CO2/O2更容易着火,颗粒粒径在20μm及以下的煤粉着火温度及过程差别不大,挥发分析出比较平稳,而颗粒粒径较大的煤粉着火温度稍高。在纯氧中,氧气流量在大于一定值(200mL/min)后对着火影响不大。O2/CO2气氛中氧气浓度对煤粉着火影响较大,随着氧气浓度的降低,煤粉着火方式从均相着火变成非均相着火;且氧气浓度越低,着火越困难。     

配煤对水煤浆性质的影响

通过对石港、小屯、兖州、黄陵4种煤进行单煤制浆及不同比例2种煤的配煤制浆实验,研究配煤制浆对水煤浆的成浆性、流变性及稳定性的影响。单煤的成浆性研究表明:不同煤种成浆浓度有差异,氧碳比低的煤种成浆性较好,最大成浆浓度较高;水煤浆在一定浓度范围内具有剪切变稀的非牛顿流体特性,且浓度越高剪切变稀特性越明显。配煤制浆中,由于煤种间的相互作用效果不同,同一种煤与不同的煤分别相配,以及配比的不同,对水煤浆的流变性及稳定性影响不同;配煤制浆对浆体的成浆性影响具有明显的非线性特点,实验中配煤制浆的实际成浆浓度和线性加权平均得到的最大成浆浓度间最大相差1.82个百分点。稳定性试验表明,在正常的水煤浆浓度下,无论是单煤还是配煤制取的水煤浆,20天后析水率都比较合理,在15%以下。不同的煤种配煤制浆后对稳定性有不同的影响。     

一种确定水煤浆流变模型中临界剪切速率的新方法

水煤浆是一种高粘性、不透明的液固分散悬浮液,表现出非牛顿特性,其流变特性十分复杂.在低剪切速率下,时水煤浆粘度测量发现剪切速率与剪切应力关系曲线的变化趋势突变.根据Herschel-Bulkley模型,运用一种新方法确定水煤浆的临界剪切速率,结合旋转粘度计法和管流法在广范围剪切速率下得出水煤浆的真实流变方程.     

神府东胜煤灰浆管路流阻特性试验研究

在大型管路试验台上对神府东胜煤灰灰浆在不同管道输送流速、不同水灰比下的流阻特性进行试验研究,得出相应条件下的灰水输送阻力系数,并与理论计算结果进行对比。研究结果具有一定的工程应用价值。     

水煤浆水平管内流动特性数值模拟

基于颗粒动理学理论,采用Eulerian多相流模型对水平管内水煤浆流动进行模拟,并采用RNG k-e湍流模型描述颗粒间具有强烈作用的两相湍流流动。将具有双峰分布特性的煤粉颗粒看作直径不同的 2 种固相,同时考虑固相与液相、固相与固相之间的动量交换。模型的有效性通过与计算相同条件下的压降试验值验证。在此基础上,通过模拟考察入口流速和浓度等因素对浓度分布、速度分布及压降的影响。结果表明：重力因素及不同颗粒相间的相互作用是影响颗粒相管内浓度分布和速度分布的根本原因。     

Influence of high-energy impact on the physical and technical characteristics of coal fuels

Currently, in the world’s large-scale coal-fired power industry, the combustion of pulverized coal is the most widely spread technology of combusting the coals. In recent years, the micropulverization technology for preparation and combustion of the coal has been developed in this field. As applied to the small-scale power industry, the method of combusting the coal in the form of a coal–water slurry has been explored for years. Fine coal powders are produced and used in the pulverized-coal gasification. Therefore, the coal preparation methods that involve high-dispersion disintegration of coals attract the greatest interest. The article deals with the problems of high-energy impact on the coal during the preparation of pulverized-coal fuels and coal–water slurries, in particular, during the milling of the coal in ball drum mills and the subsequent regrinding in disintegrators or the cavitation treatment of the coal–water slurries. The investigations were conducted using samples of anthracite and lignite from Belovskii open-pit mine (Kuznetsk Basin). It is shown that both the disintegration and the cavitation treatment are efficient methods for controlling the fuel characteristics. Both methods allow increasing the degree of dispersion of the coal. The content of the small-sized particles reground by cavitation considerably exceeds the similar figure obtained using the disintegrator. The specific surface area of the coal is increased by both cavitation and disintegration with the cavitation treatment producing a considerably greater effect. Being subjected to the cavitation treatment, most coal particles assume the form of a split characterized by the thermodynamically nonequilibrium state. Under external action, in particular, of temperature, the morphological structure of such pulverized materials changes faster and, consequently, the combustion of the treated coal should occur more efficiently. The obtained results are explained from the physical point of view.     

Coal Slurry Drying Process Research

Heavy stocks of high-moisture coal slurries being kept on the territory of Russia should be dried prior to recycling combustion in a TTP’s pulverized coal-fired boilers. The expediency and applicability of coal slurry drying in panel steam dryers (PSD), currently manufactured by JSC Tyazhmash, is shown. The results of laboratory and bench studies of coal slurry drying with a moisture content of 22–28%, ash content of 11%, lower calorific value of 17.8 MJ/kg, and particle sizes of not more than 0.3 mm are presented. The coal slurry drying rate-versus-temperature relationship is determined in a laboratory setting. The influence of PSD drum speed, its filling degree, and water-steam mixture (WSM) (heating medium) temperature on the moisture removal rate (MRR) is examined on a specially designed test bench. It is established that the WSM temperature is insignificant with respect to the MRR, which, however, increases by approximately 1.5–2.0 times with an increase in the drum rotation. The drying rate is equal to 0.127–0.969%/min, which is 2.4–7.8 times lower than the values obtained in a laboratory setting. The MRR is determined at the level of 10 kg/(m² h), which should be taken into account in the PSD design for coal slurry drying. To ensure the PSD capacity of 75 t/h, the drum filling degree should be 0.20–0.35, the drum angle 1°, the rotation speed 6.3–9.1 min^–1, the saturated steam rate 22.5 t/h, and the rate of the drying and aerating agent at a temperature of 100°C should be approximately 12000 m³/h. Basic PSD design characteristics for the capacity of 50 and 75 t/h are given.     

燃油炉改为六角水煤浆炉的流场数值模拟研究

将燃油锅炉改烧水煤浆,针对避免受热面结渣的问题,采用k-e 双方程湍流模型,在燃尽风反切和正切两种工况下,对燃烧器六角布置的炉膛内的气流流动特性进行数值模拟研究,由此探讨和寻求切实可行的工程技术改造方案。     

先进陶瓷料浆稳定化原理与技术

综述了先进陶瓷料浆稳定化的原理和技术。首先从胶体理论出发,分析了料浆可能存在的稳定化方式,然后从技术上对应地提出了实现的方法,并介绍了目前它们在不同陶瓷料浆制备中的应用。     

用不同辐射模型研究下降管内传热传质特性

分别采用离散传播辐射模型(DTRM)、基于球形谐波法的P1模型和罗斯兰德(Rosseland)模型对Texaco水煤浆气化炉激冷室下降管内的辐射换热进行数值模拟。探讨了合成气衰减系数在0.4~4范围内变化时，合成气与下降管内壁水膜的热质交换特性以及下降管内多相介质的轴向温度分布规律。将模拟结果与工业运行和实验结果进行比较，研究发现Rosseland模型模拟结果与实际吻合较好，下降管出口水温在500~600K，并且高温合成气温度降主要集中于下降管上半部分。应用Rosseland模型模拟下降管内的辐射换热过程具有一定的可靠性。