单颗粒褐煤烟气干燥过程模型研究

褐煤干燥对提高褐煤品质具有重要意义。为了深入研究高温烟气干燥褐煤的物理过程,在一维球坐标系下对单个球形褐煤颗粒的干燥脱水过程建立了数值模型。模型中以褐煤颗粒内的蒸发界面为基础,将褐煤颗粒分为干区和湿区,对湿区求解传热方程,对干区求解烟气传热和传质方程,模拟褐煤干燥中的水分蒸发过程。模型采用Crank-Nicolson隐式差分方法进行离散化,模拟得到单个褐煤颗粒动态蒸发的过程。利用该模型分析不同粒径褐煤干燥过程中的烟气温度、颗粒含水量、颗粒内部温度分布等变化规律。发现颗粒最高温度不超过烟气和颗粒的最终平衡温度。褐煤颗粒粒径和初始烟气温度对褐煤的干燥过程有重要影响,较高的初始烟气温度条件下所需的干燥时间短,干燥时间近似与褐煤颗粒粒径的平方成正比。     

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.     

控制煤粉细度以降低烟气中NO_x排放量的数值模拟研究

对再燃过程中煤粉颗粒在高温烟气中的升温速率,建立数学模型、编程,依据4种粒径(100目、200目、260目、320目筛下煤粉)煤粉颗粒的温度变化结果画出煤粉颗粒在高温烟气中升温和升温速率的曲线图,根据结果与图形分析煤粉颗粒在高温烟气中的升温速率对煤粉的影响,以此提出通过控制煤粉细度降低烟气中NOx排放量的数值模拟研究。     

煤粉气流在高温空气中着火与熄火的试验研究

提出了一种新型的高温空气煤粉直接点火燃烧器,并建立了相关试验系统平台。选用神华混煤,在成功点燃冷态煤粉气流的基础上,对影响着火与熄火热空气温度的各个因素(煤粉粒径、煤粉浓度、一次风流量、热风流量)进行了试验研究。试验结果表明,随着一次风流量的增大或煤粉浓度的降低,着火与熄火热空气温度下降,且一次风流量的影响更为显著;热风流量对其影响呈现两面性。在3种试验煤样中,粒径分布越细的煤样,其着火与熄火热空气温度相差越大。其余各因素对细颗粒煤粉气流的着火热空气度产生的影响比粗颗粒大;而对粗颗粒煤粉气流的熄火热空气温度的影响又大于细颗粒。     

直流煤粉射流着火稳定性指数研究

基于炉膛内煤粉射流微元段,分析煤粉射流卷吸、挥发分与焦炭燃烧以及辐射传热引起的质量与热量变化,建立煤粉射流中氧质量浓度变化、煤焦颗粒直径变化、煤粉颗粒温度变化及一次风射流温度变化微分方程。在此基础上,提出煤粉射流着火稳定性指标的定量计算方法,对于在实际运行中预测与诊断燃烧状态、优化燃烧、预防熄火具有重要意义。     

气化小油枪点火性能研究

煤粉燃烧器气化小油枪点火技术是一项为节省锅炉耗油量所发展起来的技术。文章通过数值计算, 考察了煤粉浓度、煤粉颗粒粒径、热风温度、热风风速及煤种等因素对点火性能的影响。研究结果表明: 煤的挥发份含量越高、煤粉浓度越高、煤粉颗粒粒径越小、热风温度越高、热风风速与送煤粉风速配合得越好,则燃烧器点火性能越好。     

基于金属网反应器的煤颗粒着火特性研究

为在减弱挥发分与煤焦颗粒二次反应以及煤粉堆积效应的情况下探究不同挥发分煤种和焦颗粒的着火特性,选取了挥发分含量差异较大的1种褐煤和1种烟煤,在自建的金属网反应器系统上进行了着火实验,并与传统的热重实验结果进行了对比。结果表明:挥发分对煤粉着火温度的影响最大,随着挥发分含量的升高,煤粉的着火温度逐渐降低;由于减少了样品的堆积效应以及减弱了升温过程中的挥发分燃烧,金属网上测得的着火温度高于热重所得着火温度,更接近煤粉颗粒的实际着火温度;褐煤的反应性高于烟煤,焦样的着火温度低于原样,但焦样的比表面积和孔容的增大使得其可用于吸附研究。     

降低冷灰斗内灰渣含碳量的数值模拟和试验研究

针对某电厂300 MW锅炉实际运行过程中出现的燃烧不稳定以及灰渣内含碳量偏高的问题,对煤粉颗粒经过燃烧器后运动轨迹以及炉内实际燃烧情况进行分析,提出通过改造最下层燃烧器与主燃区内敷设一定面积卫燃带的方法,来减少煤粉颗粒掉入冷灰斗内的数量,提高煤粉颗粒的燃尽率,从而降低大渣中含碳量。数值计算结果表明,改造后的炉膛内,最下层燃烧器内钝体更换为隔板后,煤粉颗粒随主气流向上运动的数量明显增多;敷设卫燃带后,主燃区温度升高,煤粉颗粒燃尽率提升明显,大大降低了冷灰斗内灰渣含碳量。改造后的试验结果表明,大渣含碳量较改造前降低了23.2%~28.6%。最下层燃烧器内煤粉颗粒细度对大渣含碳量的影响较大,保证制粉系统制粉及给粉的均匀性是稳定改造后大渣含碳量的关键。     

高温低氧气氛下煤粉颗粒燃烧特性实验

在平面扩散火焰煤粉燃烧实验台上,采用光纤光谱仪测量了煤粉颗粒燃烧辐射光谱,根据普朗克定律和双色法研究了不同热氛围(热协流)温度(1 400~1 800 K)和氧体积分数(5%~20%)下煤粉燃烧的颗粒温度和发射率变化规律。实验结果表明:平面扩散火焰燃烧器可以为煤粉颗粒燃烧提供一维稳定且均匀的热氛围;当热氛围氧体积分数从5%增加到20%,煤粉颗粒平均温度增加了约270 K;相同氧体积分数下,当热氛围温度从1 400 K提高到1 800 K,煤粉燃烧的颗粒平均温度增加了460 K左右,着火距离缩短,火焰亮度提高。     

神东煤水煤浆表面改性研究

神东煤是产于内蒙古的一种低阶煤,煤粉颗粒表面和内部含有大量的亲水含氧官能团,如羧基、甲氧基、羟基和羰基等,导致其难以制成高浓度水煤浆。利用3种化学物质覆盖于神东煤粉颗粒的表面,研究3种化学物质对神东煤成浆特性的影响。接触角试验表明,3种化学物质对神东煤粉颗粒煤水接触面的疏水性有不同程度提高,这是因为处理剂覆盖在煤粉颗粒表面,改变了煤粉颗粒表面的物理特性。通过煤粉的表面改性有利于提高煤粉的最大成浆浓度。