哈密地区高碱煤掺烧结渣特性综合评价研究

为解决哈密高碱煤在掺烧过程中严重结渣的问题,选用新疆哈密大南湖地区神华二矿煤(高碱煤)与巴里坤地区保利煤(低碱煤)为研究对象,采用双色测温法对炉膛温度进行矩阵测量,研究不同煤种掺混比例和蒸汽吹灰对炉膛出口温度和温升的影响,并推算出基于炉膛出口温度的炉膛吹灰投运时间间隔。结果表明:锅炉满负荷工况下,当神华二矿煤掺烧比例达到81.1%时,炉膛出口温度温升速率为17.4℃/h,吹灰后炉膛出口温度降幅度达到68℃,且炉膛吹灰最长间隔时间为6.7 h。随着神华二矿煤掺烧比例不断增加,炉膛结渣情况越严重,掺烧比例应控制在80%以下。现场试验采用逐步提高神华二矿煤比例的策略,神华二矿煤的掺烧比例从6台磨掺烧2台磨逐渐提高到5台。最佳掺烧方案是下5台磨煤机运行,其中A磨煤机烧保利煤,其余磨煤机烧神华二矿煤。     

循环灰作为固体吸附剂脱除高温烟气中碱金属蒸汽研究

准东煤等高钠煤在使用过程中为避免由于碱金属(主要为钠钾盐)引起的锅炉沾污、结渣及腐蚀等问题。选择具有丰富空隙结构的循环灰作为高钠煤添加剂,并与碱金属盐(NaCl)进行掺混,分别采用热重分析仪(TGA)和马弗炉进行掺烧实验,研究了不同温度(800,850,900℃)、不同掺混比例(1%,2%,3%,5%,8%)下循环灰对碱金属盐的吸附特性。实验结果表明:在800,850,900℃下,分别以NaCl∶循环灰=8∶100的比例进行掺烧,分别在约125,65,30 min后质量达到稳定。马弗炉实验结果表明,在800,850,900℃及8%掺烧比例下,循环灰最终吸附NaCl的增重量可达5.56%,3.61%,2.96%,且随着温度升高,循环灰增重量呈下降趋势。相同温度下,循环灰增重量随着掺烧比例的增长几乎呈线性增加。随着温度的升高,相同掺烧比例下循环灰的增重量降低。实验证明,循环灰可有效吸附外部加入的NaCl,可以用作燃用高钠煤时吸收高温烟气中钠的添加剂。     

循环灰吸附碱金属机理研究

加入添加剂脱除蒸汽中的碱金属盐是防止准东煤等高钠煤在应用过程中由于高碱金属含量造成沾污、结渣及高温腐蚀等风险的重要手段。在实验室条件下用山东临沂135 MW循环流化床循环灰作为添加剂与钠盐(NaCl)进行掺烧,分别采用热重分析仪(TGA)和马弗炉进行,对不同温度(800,850,900℃)、不同掺混比例(1%,2%,3%,5%,8%)下循环灰掺烧碱金属盐后的样品进行XRF,XRD等测试。XRF测试结果表明,在800~900℃下,掺烧实验得到的循环灰样品中Na含量远高于Cl含量,且随着温度的升高,相同掺混比例下循环灰中Cl含量随着温度的升高而下降。在相同温度下,Na元素含量随掺混比例的增高而增加,Cl含量增长远低于Na含量增长。XRD测试结果表明:掺烧后灰样中Na主要以硅铝酸盐等不可溶钠形式存在,循环灰对NaCl的吸附以化学吸附为主。     

掺烧哈密地区高碱煤沾污特性的试验研究

为研究不同煤种掺混比例和蒸汽吹灰对炉膛出口温度和温升的影响,选用新疆哈密大南湖地区神华二矿煤(高碱煤)与巴里坤地区保利煤(低碱煤)作为研究对象,采用双色测温法对炉膛温度进行矩阵测量,并根据锅炉各受热面烟温、汽温的变化情况,推算各受热面的沾污系数。由沾污系数随时间的变化规律推断各受热面的结渣状况,分析比较吹灰前后炉膛出口温度、炉膛各区域温度、各受热面沾污系数的变化情况。结果表明:随着高碱煤掺烧比例的不断增加,炉膛结渣情况越严重,掺烧比例应控制在80%以下。最佳掺烧方案是下5台磨煤机运行,A磨煤机为低碱煤,其余磨煤机为高碱煤。研究根据吹灰前后的结渣、掉渣平衡特性综合判断掺烧方案的可行性,并为吹灰频率提供指导。     

烟杆与配煤混燃特性及协同作用研究

利用综合热分析仪在空气气氛下对富源烟煤、小龙潭褐煤、宜良烟杆(生物质)以及3种燃料以不同比例混合后的燃料进行TG/DTG分析,结果表明:掺混烟杆生物质燃料可大幅提升单种煤粉的着火性能,使得着火温度及最大失重速率温度向低温区移动,且在掺混比例大于30%影响最明显;并发现烟杆与配煤燃烧时在不同温度区间有不同的相互作用,随着生物质掺混比例的增加,挥发分析出阶段的抑制作用越强。通过Origin分析软件,拟合相互作用率曲线并积分,可以量化烟杆与配煤混燃过程的协同作用。     

CFB锅炉掺烧水煤浆气化细渣的研究和运行分析

目前我国煤化工行业多年持续发展使得国内煤气化系统细渣处理量高速增加。气化细渣经真空带式或板框过滤机过滤后含水率普遍达到40%～60%,干基残碳质量分数通常在18%～50%。煤气化细渣的无害化处理和资源化利用已成为当前国内外煤化工行业亟待解决的痛点。以水煤浆气化细渣的特性为基础，从气化细渣的残碳(热值)、含水率、掺烧比例和混合燃烧特性等方面研究了水煤浆气化细渣对掺烧的影响。陕煤集团渭化公司水煤浆气化炉气化细渣经过深度脱水干化后含水率降低到28%,输送简单方便，与原料煤掺混后混合燃料的流动性不会造成堵煤断煤，调整混合燃料的含水率和热值等满足CFB锅炉要求后，对锅炉换热效率和运行寿命影响不大。针对气化细渣掺烧进CFB锅炉的运行情况进行分析，掺烧后锅炉运行参数如床层温度、烟气氧含量、排烟温度、床层差压等变化不大；烟气中SO₂,NO_x质量浓度未剧烈变化，不会影响到锅炉脱硫脱硝系统。掺烧前锅炉飞灰含碳量在10%～20%,掺烧后降低到5%～10%,证明合适的掺加量对燃烧有促进作用。气化细渣掺烧后，由于其灰分较原料煤高，进入烟道的飞灰总量将增加，在掺烧比例&...     

恒温下煤粉/生物质混燃特性及NO释放规律

利用自制的恒温热重测量实验台研究生物质掺混比、煤种、生物质种类及温度等因素对煤粉/生物质混燃特性及NO释放规律的影响。结果表明：生物质掺混比增大后,燃烬时间提前,NO析出率降低;生物质掺烧后对难燃煤种的燃烧特性影响较大,对含灰量高的煤种降低NO排放作用较小。生物质种类在反应初期对试样的燃烧特性曲线影响不大,但随着燃烧的进行,含灰量高的生物质对混燃特性的改善作用逐渐减弱。掺混高含氮量生物质,试样的NO析出率下降较大,但对于含氮量相差不多的生物质,含灰量越高,NO析出率下降越明显。温度在反应初期对燃烧特性的影响不明显,但对反应后期的燃烧特性影响显著。在所选的温度区间内,温度越高,NO析出率越高。     

生物质/烟煤粉体燃料在空气分级燃烧下NO排放特性研究

为了对小型生物质/煤粉工业锅炉低氮燃烧提供理论指导,采用两段式滴管炉试验系统模拟粉体工业锅炉热态环境,研究了生物质与煤在不同配风燃烧方式下的NO排放特性,考察了掺混生物质种类、生物质质量掺混比、配风比、过量空气系数等因素对NO排放量、燃料氮转化率以及对燃烧效率的影响。结果表明:在分级配风和单级供风条件下,煤粉掺烧生物质粉都有助于降低燃料氮向NO的转化率。相对于单级供风,分级配风可以降低燃料氮向NO的转化率,且存在NO排放最低的最佳配风比。但分级配风对燃料燃尽有负面影响,分级配风对粉煤燃尽的影响程度要大于对生物质粉的影响程度。对于分级配风和单级供风,增加过量空气系数有助于各种燃料的燃尽,但各燃料氮转化率均随过量空气系数的增加而上升。     

煤和水煤浆炉内结渣积灰动态特性的研究

针对低熔点的神华煤和高熔点的水煤浆在炉内的结渣特性,采用灰污热流计,分别选择炉膛高温主燃区和炉膛较低温度的中上部作为模拟的结渣和积灰部位进行试验研究.主要通过灰污热流的动态变化、SEM,XRD和能谱分析揭示炉内沾污结渣特性和灰污热流变化规律.结果显示,在炉内高温区,神华煤比水煤浆的灰渣沉积率高,灰污热流衰减快,低熔点的复杂共熔体——钙长石 （Ca,Na）Si4Al4O8和较低熔点的赤铁矿是神华煤灰沾污结渣性强的关键因素;而在炉膛较低温度区域,神华煤的灰沉积率高于水煤浆,但灰污热流衰减却要慢.     

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。     

混煤燃烧过程中的交互作用:掺混方式对混煤燃烧特性的影响

在沉降炉上开展了高、低挥发分煤不同配比(贫煤掺混烟煤比例0,25%,50%,75%,100%)下混煤燃烧特性实验,研究了"炉外"和"炉内"两种掺烧方式对混煤燃尽与NO_x排放特性的影响。结果表明,混煤燃烧过程中烟煤对贫煤存在促进和抑制两种作用,两者的竞争共同决定了混煤的燃尽特性。"炉外"掺烧方式下,掺烧烟煤比例较小时,促进大于抑制作用,有利于混煤燃尽;进一步提高烟煤掺烧的比例,抑制作用增加并大于促进作用,不利于混煤的燃尽;NO_x排放量随烟煤掺烧比例增加基本呈线性增加规律。掺烧烟煤比例控制在25%以内有利于提高混煤燃尽率;掺烧烟煤比例为75%时,混煤燃尽率显著降低。"炉内"掺烧方式下,混煤燃烧中的促进与抑制作用会同时减弱;掺烧大比例烟煤时,烟煤与贫煤混合越晚越有利于混煤燃尽;NO_x排放量随着烟煤延迟混合而逐渐降低。"炉内"掺烧烟煤且烟煤延迟送入炉内有利于混煤燃尽率,且NO_x的排放降低明显;而贫煤延迟送入炉内则会导致混煤燃尽率进一步降低,但NO_x排放降低程度低于前者。     

煤制油油灰渣在CFB锅炉燃烧试验研究

本文对神华煤直接液化工程产生的油灰渣进行了详细的分析,通过在西安热工院1MWthCFB燃烧试验台上对油灰渣和洗中煤混合燃料的燃烧特性试验研究,混合燃料比例的确定、对燃烧稳定的影响、在设计工况下的脱硫效率和SO2、NOX的排放浓度及燃烧灰渣的特性等进行了介绍,为煤制油电厂以油灰渣为燃料的100MWCFB锅炉设计、运行提供主要的技术支持,为现场锅炉掺烧,积累了经验。同时对CFB锅炉掺烧含油类及高硫份的燃料亦有一定的借鉴意义。     

神华混煤与准格尔煤掺烧及其煤灰熔融性研究

对火力发电厂所燃用的神华混煤和准格尔煤的煤灰熔融性等煤质特性做了初步分析,并对未掺烧前发生的因煤灰熔融温度低而导致的事故进行分析及提出应对策略。同时,利用神华混煤与准格尔煤性质稳定的优点,通过对掺烧后的入炉煤干基灰分与煤灰熔融性的关系进行实验统计和分析,提出以入炉煤千基灰分对煤灰熔融性进行监控和掺烧煤配比的调整,实现锅炉的安全稳定经济运行。     

准东煤掺烧油页岩试验研究

准东煤由于其高碱金属含量、高水分、易结焦等特性极大地限制了该煤种在电厂的使用,煤灰成分中高碱金属含量是造成锅炉结渣、沾污的最主要原因。油页岩由于硅、铝含量较高,其熔融特性温度较高。本文通过对准东煤、油页岩及其混煤的煤质特性、灰成分以及灰熔融特性进行试验分析,比较不同掺配比例混合燃料的沾污特性;并采用热重分析方法对其混合燃烧特性TG/DTG曲线对比分析,确定两者的最佳配比。然后结合现场掺烧试验,验证锅炉对掺配煤种的适应性。试验结果表明,利用油页岩中的高硅、铝成分可以提高准东煤的灰熔点,试验证实在准东煤中掺配15%的油页岩可以很好地解决锅炉结焦问题,从而为准东煤作为电厂的动力用煤开辟了新的应用前景。     

混煤燃烧过程中的交互作用：机理实验研究与数值模拟

为深入研究混煤燃烧过程中的交互作用机理,在沉降炉上进行了贫煤和烟煤不同配比混煤(贫煤掺混烟煤比例0,25%,50%,75%,100%)燃烧特性的实验研究与数值模拟。结果表明,混煤燃烧过程中易燃煤对混煤燃烧的促进和抑制2种交互作用的竞争决定了混煤的燃烬特性,促进作用表现为烟煤优先燃烧,提高了燃烧初期的局部温度,促进了难燃煤的着火与燃烧;抑制作用则表现为易燃煤抢先燃烧消耗了大量氧气,导致难燃煤燃烧处于欠氧状态,阻碍了难燃煤的燃烧与燃烬。由于煤种差异大,交互作用影响明显,混煤实际燃烬率与计算线性燃烬率差异较大。掺混25%易燃煤时,促进作用在混煤燃烧中占主导地位,燃烬率高于按掺烧比例线性计算得出的计算线性燃烬率;当掺混50%易燃煤时,混煤燃烬率的出现“拐点”;进一步增加至75%时,抑制作用在混煤燃烧中占据主导地位,燃烬率明显降低。混煤燃烧NOx排放量与计算线性NOx计算值比较接近,其随着易燃煤的掺烧比例的增加而线性增加。     

热重-红外联用分析污泥水煤浆的气化特性

利用热重-红外联用仪对城市污泥、神华煤水煤浆及污泥水煤浆的气化特性进行了分析,考察了污泥对神华煤水煤浆气化特性的影响。结果表明:污泥和神华煤基础性质不同,气化过程中两者总失重率、失重速率和气化起始温度存在明显差异;污泥反应后的气体产物中含有少量的烃类物质,且污泥产生CO的初始温度和含量均低于神华煤水煤浆;污泥水煤浆的气化起始温度因污泥的掺入降低约30℃,随着污泥掺混比例的提高,污泥水煤浆的气化起始温度逐渐降低,反应完成所需的时间逐渐减少,反应特性指数Rs逐渐增大。通过对污泥碱性指数B的计算,可以看出污泥的"碱性指数"B>1,说明污泥对污泥水煤浆气化具有促进作用。     

燃煤链条锅炉改烧生物质成型燃料的方案探讨

通过生物质成型燃料在改造前燃煤链条锅炉上的试烧情况,结合生物质成型燃料与煤的燃料特性及燃烧特点对比分析,提出了燃煤链条锅炉改烧生物质成型燃料的改造方案。     

600MW机组低负荷掺烧规律研究

随着能源结构的优化,火电企业的机组利用小时数不断下降。低负荷下,合理掺配煤可以有效降低火电机组运行成本。以国电某电厂600 MW机组为例,选取2种不同比例的煤样,设置2∶1、3∶1和4∶1混合比例,在不同负荷工况下进行掺烧试验,绘制出负荷预测掺烧曲线,为同类型优化掺烧和科学配煤提供参考依据。     

神华不黏煤的加热处理及其配煤炼焦试验

利用热惰性气体在不同温度下对神华不黏煤进行加热处理,并将其按3%,5%,8%的比例替换部分气煤进行配煤炼焦试验.结果表明:在配入同一比例神华不黏煤的情况下,所得焦炭反应性(CRI)随其处理温度的升高呈现出先降低后增大的趋势,在400℃时达到最低,对应的神华不黏煤添加量为3%,5%,8%时,焦炭反应性分别为43.20%,45.95%,48.48%,但焦炭的显微强度(MSI)差别不大;当增加肥煤配比后,随着添加的神华不黏煤处理温度的升高,焦炭反应性呈现下降、反应后强度(CSR)和焦炭显微强度呈现出增大的趋势,且适当调整焦肥煤比例后,可在保证焦炭质量不变的前提下使加热处理后的神华不黏煤的配入比例达到8%以上.     

晋城无烟煤与杨树木屑共热解特性研究

以晋城无烟煤和杨树木屑为实验原料,在热重分析仪中进行热解试验,探究了3种升温速率下,晋城无烟煤脱灰处理及生物质掺混比对热解过程的影响。试验结果表明,在3种升温速率条件下,原料单独热解失重变化曲线具有相同的变化趋势。在相同的升温速率条件下,脱灰后晋城无烟煤热解开始温度较低,表明煤中矿物质对晋城无烟煤脱挥发分过程有一定影响。脱灰和未脱灰的晋城无烟煤分别与生物质掺混,随着木屑掺混比的提高,脱挥发分阶段失重率相应提高,热解生成的半焦含量降低。试验结果表明,无烟煤和杨树木屑混合半焦共热解过程中的协同作用不明显。