基于元素分析的煤粉工业分析GA-SVM预测模型

运用遗传算法(genetic algorithm,GA)和支持向量机(support vector machine,SVM)方法,建立了基于元素分析的煤质工业分析快速预测模型。该模型基于以干燥基为基准的6 029组美国煤质数据,以煤质元素分析(C、H、O、N、S)为输入,工业分析(挥发分、固定碳)为输出。另外通过实验得到74组中国煤质数据,用于模型验证。结果表明:以美国煤质数据构建的模型,挥发分、固定碳预测平均相对误差分别为4.60%、3.22%;用中国煤质数据验证模型时,挥发分、固定碳预测平均相对误差分别为9.16%、3.55%。该模型预测误差较小,能较好地利用元素分析数据预测固定碳、挥发分。     

混煤燃烧中的交互作用:掺烧方式和配风对着火和燃尽特性的影响

以某台布置双一次风喷口的试验炉为研究对象,采用数值模拟方法研究了混煤掺烧方式和优化配风对着火和燃尽特性的影响,揭示了氧竞争作用对混煤燃尽抑制的机理,并给出了优化调控方法。结果表明:掺烧方式是影响混煤燃烧着火特性的重要因素;在炉外掺混方式下,掺入高挥发分煤能够改善低挥发分煤的着火特性;掺烧方式对低挥发分煤燃尽特性的影响更显著;炉内掺烧方式可抑制混煤燃烧过程中的氧竞争作用,提高低挥发分煤的燃尽率;合理调整二次风配风量可进一步提高低挥发分煤的燃尽率和混煤的总燃尽率。     

气氛对氧化物吸附气相砷的影响及机理分析

燃煤是有害重金属砷进入大气环境的主要途径,通过矿物质氧化物吸附气相砷是炉内控制砷减排的有效方式。但燃煤烟气中含有大量酸性气体,包括CO_2、HCl、SO_2等,会与矿物质氧化物结合,占据吸附剂活性位点,减少气相砷的吸附容量。为了探究烟气中不同酸性气氛对氧化物吸附气相砷的影响特性,选取燃煤飞灰中部分矿物质氧化物CaO、MgO、Fe_2O_3为吸附剂,在两段式固定床反应器中开展700/900℃模拟烟气气氛、O_2/CO_2气氛及含有HCl、SO_2气氛的模拟烟气条件下氧化物吸附气相砷试验。样品吸附砷含量经HCl酸液提取后由原子荧光光度计测量,吸附剂比表面积和孔隙结构特性由BET分析获得,样品微观形貌经SEM分析获得。结果表明,CaO对气相砷的吸附效果最好,其次是MgO,900℃模拟烟气中CaO和MgO吸附气相砷量高于700℃烟气,而Fe_2O_3在700℃吸附气相砷较多。O_2/CO_2气氛下,MgO和CaO对气相砷的吸附量少于相应燃烧气氛,而Fe_2O_3的气相砷吸附量高于模拟烟气气氛。酸性气氛对氧化物吸附气相砷的影响与温度和氧化物种类有关:O_2/CO_2气氛对CaO和MgO吸附气相砷起抑制作用,对Fe_2O_3起促进作用;烟气中HCl抑制CaO吸附气相砷,对MgO和Fe_2O_3吸附气相砷在700℃表现为抑制作用,在900℃时为促进作用;烟气中SO_2对CaO和MgO起抑制作用,对Fe+2O_3无明显影响。CaO、MgO和Fe_2O_3对气相砷以化学吸附为主,Fe_2O_3比表面积最大,对气相砷吸附作用最弱。     

基于工业分析的煤质发热量预测

为提升煤质工业分析数据对煤质发热量的预测精度,以167种中国煤和4 540种美国煤的信息为基础建立了基于SVR的煤质发热量预测模型。重构Majumder等和 Parikh等提出的线性模型,用于对比非线性SVR和已有的基于线性的煤质发热量预测模型的预测能力。对比结果为：SVR对中国煤和美国煤的预测相对误差为2.16%和2.42%;重构后的Majumder模型为3.04%和4.61%;重构后的Parikh模型为3.39%和12.99%。工业分析对发热量的散点图也表明各工业分析组分与发热量之间没有明显的线性关系。研究结果表明,基于非线性SVR的煤质发热量预测模型具有更高的预测精度。     

纤维素的催化水热气化特性实验研究

使用一种Ni/C催化剂对生物质主要组分纤维素的水热气化进行研究,为生物质水热转化利用提供研究基础。用实验方法分别探讨了不同温度(150~350℃)、压力(1~4 MPa)以及液固质量比(30∶1~50∶1)对纤维素水热转化过程的影响,使用密闭式高压反应釜和连续式反应装置进行催化水热气化特性实验,并对比了不同工况的气化特性,气体产物各组分产量和碳转化效率被用来表征气化特性。结果表明:提高温度和压力对间歇式水热气化过程有促进作用,350℃和4 MPa的条件下气体产量和碳转化效率达到最高;CH_4和H_2在气体产物中比例较高;提高温度对连续式气化也有促进作用,并且在高温下连续式反应的气体产量和碳转化效率优于间歇式反应。     

125 MW 燃用无烟煤锅炉燃烧优化研究

对一台125 MW燃用无烟煤锅炉应用人工神经网络建立其锅炉效率的网络模型,并运用遗传算法对燃烧工况进行寻优,获得锅炉的燃烧优化工况。实践证明这种方法可以指导锅炉燃烧优化调整,提高锅炉运行经济性。     

煤粉射流吸热着火稳燃机理及新型稳燃技术的探讨

详细地介绍煤粉射流在炉膛内着火的机理，全面地分析了对流换热和辐射换热对不同粒径煤粉颗粒的加热作用，对传统的煤粉着火作了评论和分析，同时分析了其它影响火焰稳定的因素。分析了直流煤粉燃烧器和旋流燃烧器稳燃机理，着重指出了这两类燃烧器各自的优缺点。在综合了直流和旋流煤粉燃烧器优点的基础上，提出了一种多功能、可调节、自适应外旋流、内直流煤粉主燃烧器，初步讨论了其应用的可能性。     

采用双混合分数/PDF方法模拟混煤在四角切圆锅炉内的燃烧

模拟了劣质烟煤和无烟煤在1台300 MW四角切圆锅炉炉内分层混合燃烧的过程.模拟使用了两种方法：一种是双混合分数/PDF（Probability Density Function）方法,使用2种不同煤质特性的煤;另一种是单混合分数/PDF方法,将混煤当作一种单煤,使用质量加权平均的煤质特性进行计算.模拟及实际测量结果表明：在这种混烧方式下炉内温度及氧浓度分布呈现非均匀和对角对称的分布特征.双混合分数/PDF方法的模拟结果更符合混煤在炉内的实际燃烧过程.图6表1参11     

DG420／13．7-Ⅱ2型无烟煤锅炉燃用混煤燃烧优化的数值模拟与试验研究

对DG420／137-Ⅱ2型四角切圆无烟煤锅炉开展了燃用非设计混煤燃烧优化的数值模拟与试验研究,预测的煤粉燃尽率与试验结果基本相符。正宝塔配风能提高煤粉燃尽率,有利于提高锅炉燃烧效率,推荐采用;倒宝塔配风会使煤粉燃尽率和锅炉燃烧效率明显降低;均匀配风和缩腰配风的煤粉燃尽率则处于正宝塔配风与倒宝塔配风的两者之间。锅炉采用优化研究成果后,锅炉效率明显提高,有效改善了机组运行的经济性。     

混煤燃烧过程中的交互作用:煤种对混煤燃烧与NO_x排放特性的影响

在沉降炉上开展了无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤以及不同配比(25%,50%,75%)下混煤燃烧特性实验,研究了"炉外"和"炉内"两种掺烧方式下煤种对混煤燃尽及NO_x排放特性的影响。结果表明,不同煤种掺混燃烧时促进和抑制两种交互作用具有差异性。"炉外"掺烧方式下,挥发分含量差异较大的煤掺混时,交互作用明显;尤其是掺烧75%高挥发分煤时,对燃尽抑制作用表现最为显著,混煤的燃尽降低;挥发分含量差异较小的煤掺混时,交互作用相对较小,混煤的燃尽率在各掺混比例下基本接近计算线性燃尽率;混煤燃烧的NO_x排放特性随挥发分较高的煤的掺混比例增加基本呈线性变化的规律。"炉内"掺烧方式下,随两种煤延迟混合时间的增加,交互作用逐渐减弱,各单煤的燃烧独立性增强,混煤燃尽率逐渐接近计算线性燃尽率;挥发分含量差异较大的煤掺混时,改变混合时间,混煤燃尽率变化显著,挥发分含量差异较小的煤掺混时,各单煤燃烧独立性较强,改变混合时间,混煤燃尽率变化不明显;混煤NO_x排放量随延迟混合时间的增加而逐渐降低。