相图法在准东高钠煤掺烧研究中的应用

利用三元相图分析了准东地区高钠煤煤灰的相图特征以及准东高钠煤(南露天矿煤)与低钠煤(将军戈壁煤)掺混后煤灰熔融特性的变化,并对南露天矿煤及其高比例混煤做出结渣性预测。通过一维火焰炉试验验证了三元相图的分析结果,得出南露天矿煤为极易结渣煤种,其掺混比例≥70%时混煤结渣状况严重,推荐南露天矿煤的最大掺烧比例为60%。     

生物质及其与煤掺烧的灰熔融特性研究

采用YX-HRD灰熔融性测定仪对麦秆、稻秆、杨木屑等7种常见的生物质灰及其与煤掺烧后灰的熔融特性进行了检测。结果表明:煤的结渣判别指数不能完全、可靠地预测生物质及其与煤掺烧的结渣特性。根据生物质灰成分,对灰熔融温度的Pearson相关系数推导出生物质结渣判别指数A=(MgO+Al2O3+Fe2O3)/(CaO+P2O5)。生物质的加入在不同程度上降低了煤的灰熔点,在低配比范围内随生物质添加量的增多掺混煤灰熔点逐渐降低。随秸秆类生物质掺混比增加,碱金属氧化物含量增加使掺混煤灰熔点降低的作用减弱,但同时A值却较高,因而混煤灰熔点反而升高。秸秆类生物质的掺混比例在20%以下,酒糟、花生壳与杨木屑的掺混比例分别在40%、60%、60%以下都可避免严重结渣。     

动力用煤结渣倾向的判断

针对近年来珠江电厂锅炉频繁出现的严重结渣现象，从煤种方面分析了造成锅炉结渣的各种因素，并着重从煤灰的灰成分、灰熔融特性方面进行分析，计算出灰成分、灰熔点之间的相关参数，总结出对动力用煤结渣倾向进行判断的4种方法，并将这些方法应用于珠江电厂燃煤结渣倾向的判断。实际应用表明，判断结果与珠江电厂实际结渣情况相符合。该方法为煤种掺烧和电厂燃煤管理提供了依据。     

煤灰熔融过程中的矿物演变及其对灰熔点的影响

煤的结渣特性是影响电厂锅炉安全经济运行的主要因素之一。该文利用热分析方法和X-射线衍射物相分析对低灰熔点的神木煤(温家梁,TDT=1200℃)和高灰熔点的淮南煤(新庄,TDT>1500℃)煤灰在加热过程中矿物质的热行为及其演变进行了对比研究,2种煤灰的热分析曲线存在较大差异,它们的矿物质成分也随着温度升高发生了不同的转变,分别对其灰熔点产生了不同的影响。温家梁灰中大量存在的CaCO3、CaSO4为钙黄长石、钙长石的大量生成提供了条件,这2种矿物的低温共熔是温家梁煤灰熔点低的主要原因;新庄灰中大量生成的莫来石使得新庄灰的熔点很高。该文的对比研究为研究配煤解决锅炉结渣问题提供了新的思路。     

准东煤掺烧NH_4H_2PO_4对灰分变化和灰熔融特性的影响

通过X射线衍射图谱分析结合灰熔融性测定,研究了准东煤燃烧过程中的矿物质赋存形态变化及添加NH_4H_2PO_4对准东煤灰分特征和灰熔融特性的影响。试验结果表明,空气气氛下,随着准东煤燃烧温度从800℃升高至1100℃,灰中钠长石、钙铁辉石和蓝方石等熔点较低且熔融性较强矿物质含量升高,灰中主要矿物质皆为助熔性矿物质。煤中添加比例PO_4~(3-)/Na≥0.5、温度800℃以上,混煤灰中生成新的Ca_(2.71)Mg_(0.29)(PO_4)_2、 Al PO_4、 Ca_3(PO_4)_2、Ca_9Fe(PO_4)7、Ca_9Al(PO_4)7、Ca_2P_2O_7和Mg_2P_2O_7等高熔点物质。当PO_4~(3-)/Na 1时,混煤灰熔融性温度明显升高,软化温度由1144℃增加至1418℃(PO_4~(3-)/Na=4),煤改善为中等结渣倾向。可见添加NH_4H_2PO_4能够有效抑制低熔点、助熔性含钠矿物生成,促进高熔点物质形成,提高灰熔融特性温度。     

型煤原料粒度、配煤/灰比和助剂对煤灰熔融特性的影响

研究了型煤原料粒度、助剂及配煤对型煤灰熔融特性的影响。结果表明,原料粒度大于3.2mm的型煤灰熔融温度高于粒度小于3.2mm型煤灰熔融温度;型煤中的低灰熔点煤含量在90%~98%之间时,其煤灰流动温度可降至1 350℃以下;2种高灰熔点煤中CaO添加量分别在8.09%~10.92%和5.01%~8.07%之间时,其煤灰流动温度可降至1 350℃以下;Fe2O3的添加量分别大于9.26%和4.95%时,其煤灰流动温度可降至1 350℃以下;MgO对煤灰流动温度的降低效果不明显;灰中化学组成间反应生成低温共熔物是温度降低的主要原因。     

气化条件下煤灰高温物相变化及其对黏度的影响

为掌握高温条件下不同温度段的煤灰熔融过程的物相变化规律,试验选取具有代表性的低灰熔点清水营煤和高灰熔点青龙矿煤为原料,采用FactSage6.1计算软件中的Equilib模型进行数值计算,利用高温黏度计对2种煤灰进行黏度测试。结果表明,Al2O3和SiO2含量较高的青龙矿煤灰在熔融的过程中产生大量的莫来石,这决定了青龙矿煤灰的高灰熔点。清水营煤的低灰熔点主要是由于钙长石和石英的低温共融主导熔融过程,赤铁矿在高温熔渣中下起到助熔的作用。钙长石和赤铁矿助熔矿物能降低灰渣的黏度,莫来石的存在则会增加灰渣黏度。数值计算的结果与试验结果基本一致,表明化学热力学反应平衡分析方法是研究灰渣熔融特性一种有效手段。     

基于支持向量机的电站锅炉煤灰熔点预测

为解决结渣问题对电站锅炉高效稳定运行的影响,探讨了一种煤灰熔点预测模型。首先分析锅炉混煤燃烧时的煤灰结渣特性,介绍了支持向量机(support vector machine,SVM)回归方法,将煤灰中的8种氧化物成分作为输入量,以煤灰熔点作为输出量,建立煤灰熔点的SVM回归预测模型,并采用遗传算法对模型参数进行寻优。经过仿真实验,将模型的预测结果与广义回归神经网络模型的预测结果进行比较,结果表明本预测模型预测精度高、泛化能力强,有助解决电站锅炉的动力配煤技术中的结渣问题。     

神华煤结渣倾向和结渣机制研究

神华煤是我国储量大、发热量高的优质动力煤，但因其灰熔点低、易结渣，燃用神华煤的锅炉经常遇到严重的结渣问题。该文在0.25MW燃烧试验台架上对比研究2个典型煤种，即神华煤和新汶煤(高结渣倾向和低结渣倾向)的结渣动态过程，使用扫描电镜(二次电子成像)和X射线衍射仪 分别研究了神华煤燃烧过程中不同部位沉积样品的形貌学和晶相组成。结合灰污热流仪测试结果，提出了沉积灰渣的平均脱落周期和平均热流衰减幅度2个指标，这2个指标能够较好地定量判断不同煤种的结渣倾向。易结渣神华煤的脱落周期和平均热流衰减幅度分别为Tsh 3270min和Aq 3 92.7kW/m2；而不易结渣新汶煤的脱落周期和平均热流衰减幅度分别为Tsh =58.5min和Aq =23.77kW/m2。重点分析了高铁神华煤中铁的存在形式和转化过程，理论分析和试验结果表明，导致高铁神华煤结渣的一个重要因素是煤中硅酸盐形式含铁矿物质颗粒在炉内产生的粘附性熔融颗粒。     

600 MW亚临界锅炉防结渣试验研究

国华电力公司600 MW亚临界锅炉的设计煤种为神华煤,灰熔点较低导致屏式过热器严重结渣,危及锅炉安全运行。虽然通过燃用混煤、加装吹灰器使锅炉的安全经济性得以基本保证,但是由于配风和煤粉细度的不同使同类型锅炉的结渣情况仍存在较大的差异。对这一现象进行了分析,以便继续进行燃烧优化工作。     

锅炉掺烧强结渣蔚县煤的研究

针对锅炉改烧非设计煤种或掺烧强结渣煤种有可能对锅炉设备的安全经济运行产生不利影响,利用煤质分析数据和现场运行数据,按照动力配煤燃料特性计算模型,计算出了不同掺烧比例下煤的成分组成,分析预测了混煤的主要结渣指标,对锅炉进行了多种配煤方案以及不同负荷点的热力计算,对锅炉在不同燃料掺烧比例下的安全与经济状况进行了全面的分析评估。分析计算表明:蔚县煤掺混比例不宜超过50%,在70%~100%负荷范围内可以保证主汽温度与再热蒸汽温度及合理的减温水流量,不必进行锅炉设备的改造,但运行中需加强燃烧调整与监督。实际试烧结果与分析计算结果基本吻合,该研究方法可为大型煤粉锅炉掺烧强结渣煤的安全经济性预测提供有益的参考。     

可磨性对混煤燃烧特性的影响

对3种单一煤及按质量比1:1组成的混煤进行了哈氏可磨性指数HGI测定及热天平燃烧试验,结果表明混煤的可磨性与各组成煤种的可磨性之间不存在线性关系,而由于各组成煤种可磨性的不同造成了混煤煤粉粒径的偏析,影响了混煤的燃烧。     

典型贫煤与无烟煤混煤配比优化实验

不同燃烧性质的燃煤在掺混后,其掺混比例对于最终混煤的着火特性、燃尽特性、结渣特性等具有显著的影响。对典型的贫煤和无烟煤进行了不同掺混比例下的灰成分分析、可磨性指数测试和磨损指数测试,利用热重分析仪获得了不同掺混比例混煤的燃烧特性曲线。随着无烟煤掺混比的增加,混煤的燃烧特性和可磨性及磨损特性单向恶化。考虑到煤价因素,贫煤和无烟煤存在一个最佳掺混比。提供了典型贫煤和无烟煤在不同掺配目的下的掺配比例优化方法。     

煤中钙质矿物的自固硫作用

利用多元统计的方法研究了低变质烟煤和褐煤中钙质矿物的自固硫作用。讨论了煤中其它矿物杂质对煤灰固硫的影响规律。     

基于广义回归神经网络的混煤品质特性预测研究

基于广义回归神经网络(generalized regression neural network,GRNN)建立混煤品质特性预测模型.以某电厂的15种单煤和40组对应混煤的品质参数作为训练样本,5组混煤品质参数作为检验样本,确立了模型中的网络参数和模型结构.预测结果显示检验样本的煤质参数预测值与实验测试值的相对误差均小...     

混煤掺混方式对其燃烧特性的影响研究

利用热重天平对燃烧性能相差较大的巩义金鼎煤和平煤天安煤及其混煤燃烧性能进行热重分析,对两种不同的掺混方式得到的混煤进行实验,分析了两种掺混方式下的混煤着火温度、燃尽温度,并对混煤的可燃性指数Cb、综合燃烧特性指数S、稳燃指数G进行了对比。结果表明:在相同升温速率、质量比的情况下,掺混磨制好的单煤粉获得混合煤粉的方式同掺混原煤后进行磨制获得混合煤粉的方式相比,其各项着火特性、燃烧特性都有改善。     

混煤在DG1025 t/h锅炉燃烧的特性与分析

通过研究混煤在大型锅炉的应用,提出两种成分相差较大的不同煤种的混合比例,使混煤的燃烧特性接近锅炉设计燃用煤种,探讨混煤对锅炉燃烧工况的影响,并进行混煤燃烧的优化调整.经过一年多的大规模应用,采用混煤的办法可以使锅炉适用与设计煤种差异较大的不同煤种,混煤燃烧有较好的安全性,但经济性稍差.     

采用双混合分数/概率密度函数方法模拟混煤燃烧

混煤燃烧存在复杂的相互影响,将混煤当成单一煤种并采用单混合分数/概率密度函数(probability density function,PDF)方法计算,意味着忽略了煤种之间的影响,结果会产生很大偏差。而双混合分数/PDF方法可以分别定义各单煤性质并跟踪各单煤的燃烧过程,能够体现煤种之间燃烧特性的影响。利用单、双混合分数/PDF方法对同1台300 MW四角切圆锅炉进行模拟研究,并与实测数据进行对比,结果表明:双混合分数/PDF方法模拟的结果更符合混煤在炉内实际的燃烧情况。同时采用双混合分数/PDF方法模拟某一混煤燃烧过程,得到燃烧煤粉锅炉的流动,温度和烟气分布等特性。     

电站煤粉锅炉掺烧强结渣煤的混煤结渣性能研究

该文研究了华北某发电厂100 MW、200 MW燃煤机组由现烧的弱结渣煤改烧强结渣混煤的炉膛受热面结渣性能变化。在煤质与灰分成分测量与分析的基础上,根据工程上动力用煤配煤原则,并结合锅炉炉膛热力计算与2台锅炉的设计特点,分析预测了不同掺混比的混煤煤质主要结渣指标与程度,得到2台锅炉掺烧强结渣煤的合理比例。在理论分析基础上的试烧实验结果表明:在锅炉满负荷运行工况下,为避免炉膛出口受热面严重结渣,410t／h锅炉掺烧强结渣煤的比例不宜超过50％;670t／h锅炉掺烧强结渣煤的比例可适当增加到80％。实际试烧实验结果与理论预测基本吻合,该研究方法可为大型煤粉锅炉掺烧强结渣煤提供一定理论分析依据。     

无烟煤混煤燃烧氮氧化物排放特性的试验研究

选用山东电力用煤,研究掺混比例对无烟煤与不同煤种混烧时NO排放的影响规律。结果表明,随掺入煤种挥发分含量的增大,NO析出第一峰值逐渐增大、NO总排放量增大、而总排放时间明显缩短;无烟煤与褐煤混烧时,无烟煤与褐煤掺混比为1:3时对NO的排放会有一定的抑制作用;与烟煤混烧时,当烟煤在混煤中占较大比例时NO排放迅速,峰值较高;无烟煤与贫煤等量掺混时,出现"抢风"现象,此外无烟煤混煤氮转化率随掺入组分煤种含氮量的增加而减小。