高炉富氧喷煤的理论浅析

从理论上分析了煤粉在高炉风口区燃烧的动力学，解析了煤比与富氧率之间的关系，得出富氧喷煤后高炉内状态的变化过程，并强调要维持氧煤效应平衡，以获取最佳的富氧喷煤效果。     

氧煤枪出口煤粉行为的数学模型

给出了氧煤枪出口处煤粉颗粒初始位置和初始速度的分布,从而为高炉煤粉喷吹的数值模拟打下了基础。     

马钢提高高炉喷吹煤粉粒度攻关

随着高炉煤比提高,要求提高煤粉粒度,提高煤粉在风口的燃烧率。为此,特购置煤粉粒度测量仪器,不断的调整参数取样化验,进行分析验证。通过攻关,摸索出一套满足粒度要求的操作参数。     

提高富氧率强化冶炼实践

通过马钢4号高炉(3200 m~3)富氧率由2.69%提高至4.1%的强化冶炼实践,保证在高炉允许的炉腹煤气量时,提高富氧率,从而减少单位生铁的炉腹煤气量,跟踪炉缸工作状态的变化,以及摸索合适炉型。     

微富氧环境污泥、煤、生物质混烧的热重实验研究

近年来,随着我国工业的迅猛发展和城市化进程的加快,污泥产量持续增加,而微富氧燃烧技术可有效实现污泥的无害化及资源化处置,因此为了研究微富氧条件下污泥、煤和生物质的燃烧特性,采用30%O2和70%CO_2的混合气体模拟微富氧环境,利用热重分析法对试样进行实验研究,结果表明:微富氧环境下,污泥、煤粉、生物质的主要失重温度范围分别为200~600℃、200~400℃、400~600℃,三者的失重速率曲线均存在两个失重峰但存在位置不同;在失重速率曲线上,不同比例的污泥与煤混合试样出现相同交点,而污泥与生物质混合试样不存在交点;干基状态下,生物质综合燃烧性能最好,污泥次之,煤粉最差;混合试样的活化能并没有随着污泥比例的增加有规律性变化,也没有介于组分的活化能之间。本文为污泥的微富氧燃烧技术提供了一定的理论及数据支持。     

炉内状态随煤比的变化

运用由质量,热量平衡方程和质量,热量传输方程构成的高炉传输模型,计算分析了高炉内状态参数随煤比的变化规律。计算结果表明,在煤比为１６０￣１７０ｋｇ／ｔ－Ｆｅ时,间接还原度出现极大值,是煤粉喷吹的最佳阶段。     

不同操作条件下富氧率对高炉产量的影响及其计算

本文把维持高炉风量不变和维持不同部位(炉缸、炉身、炉顶)的煤气量不变,作为高炉操作的控制条件,探讨了富氧率对高炉产量的影响;推导出各种控制条件下,煤比增加产量提高时,所需达到的鼓风含氧量(或富氧率)计算公式,并结合实例进行了具体计算。本文的这些算式对指导富氧喷煤的高炉冶炼是有一定作用的。     

混烧锅炉富氧燃烧的数值模拟

富氧燃烧会对煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内的燃烧特性产生重要影响。以130 t/h煤粉和高炉煤气混烧锅炉为研究对象,采用Fluent流体力学软件,对助燃气体（O_2/N_2）在3种不同氧气体积百分数（21%,23%,27%）工况下煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内的燃烧过程进行数值模拟。模拟得到3种工况下：炉内的温度场分布,烟气流场特性,火焰长度。模拟结果表明：随着氧气浓度的增加,燃料着火速度更快,燃烧更稳定,出口烟温逐渐降低,炉内烟气流速逐渐减少,强化了炉内传热效果,提高了锅炉热效率。     

漏风对300MW富氧煤粉燃烧锅炉参数影响的研究

以300 MW富氧煤粉燃烧锅炉为研究对象,建立其仿真模型。针对BMCR工况,分别进行了不同漏风系数下的静态仿真实验,得出不同漏风系数下富氧煤粉燃烧锅炉参数的变化规律。结果表明:锅炉机组的漏风,导致烟气中三原子气体浓度和发射率、壁面吸收比、炉膛平均烟温、辐射传热系数、辐射换热量和锅炉蒸发量均成下降趋势,而各过热器出口工质温度升高,且漏风系数越大时,各个参数变化幅度越明显,变化趋势合理,可为富氧煤粉锅炉的控制和机组运行提供参考。     

生物质炭添加比例对煤粉燃烧性能的影响

农业废弃物含有较高的C元素和较低的S元素及灰分,将这类生物质炭化并细磨后,与煤粉混合喷吹进入高炉燃烧,可有效利用可再生能源,减少炼铁工业的CO_2排放,且有利于提高生铁质量,并显著提高煤粉的燃烧率。因此,对玉米秸秆和花生壳热解产物进行了表征分析,采用差热分析法研究这两种生物质炭与煤粉按不同配比混合对煤粉燃烧性能的影响。SEM及BET检测结果均表明,玉米秸秆炭和花生壳炭的组织疏松,比表面积大,硫与灰分含量低,可明显增大试样与氧的接触面积;热重试验结果表明,生物质炭与煤粉按3∶7的质量比混合的燃烧性能最好,着火点明显降低,燃烧过程稳定,燃烧率显著提高。     

MnO2对高炉喷吹煤粉助燃作用的实验研究

煤粉助燃添加剂是改善煤粉在高炉喷吹条件下燃烧过程的重要措施。研究了无烟煤、烟煤在添加不同比例的MnO2后对其着火温度、爆炸性和发热量的影响,并分析比较了MnO2对不同煤样的影响。同时,确定了助燃添加剂MnO2对不同煤粉助燃作用的最佳添加比例。     

MnO2对高炉喷吹煤粉助燃作用的实验研究

煤粉助燃添加剂是改善煤粉在高炉喷吹条件下燃烧过程的重要措施。研究了无烟煤、烟煤在添加不同比例的MnO2后对其着火温度、爆炸性和发热量的影响,并分析比较了MnO2对不同煤样的影响。同时,确定了助燃添加剂MnO2对不同煤粉助燃作用的最佳添加比例。     

直流二次风扩口对燃烧器流场影响的试验研究

在气固两朴实验台上采用先进的ＰＤＡ测试技术对不同直流二次风扩口角度情况下径向浓淡旋流煤粉燃烧器出口气相速度和脉动速度、颗粒浓度分布进行了测量,得出了直流二次风扩口角度对径向浓淡旋流煤粉燃烧器出口流场回流区直径、射流扩展角的影响规律。实验结果表明直流二次风扩口角度对汉场有一定的影响,而对浓度场影响较小。所得结论对工程应用有一定的参考价值。     

高炉煤粉喷吹过程的数学模型

给出了高８炉煤粉喷吹过程的一个数学模型,该模型可对煤粉颗粒在直吹管内的运动、热解、燃烧情况进行数值模拟,同时还可以计算出煤粉的燃烧率,从而可对喷吹效果在理论上作出评价。     

煤粉分级燃烧对炉内燃烧过程影响的试验研究

为了考察炉内燃烧过程的变化特性，研究了2.11 MW四角喷燃煤粉炉的煤粉分级燃烧效果.试验采用的锅炉燃料分级百分比为20%，二级燃烧区过量空气系数取0.95.一级燃烧区和燃尽区过量空气系数取1.10.结果表明, 与未进行分级燃烧的基础工况相比，煤粉分级燃烧试验炉二级燃烧区和炉膛出口温度增高，锅炉NOx排放体积比降低45%. CO、CO2和SO2在应用分级燃烧后的炉内变化复杂，但其排放体积比未发生较大改变，甚至略有下降. 分级燃烧使锅炉固体不完全燃烧损失(SICL)有一定程度增加, 该煤粉分级燃烧是一种清洁燃烧技术.     

350MW燃煤锅炉燃烧过程和NOx排放的数值研究

采用IPSA两相流动模型、煤粉燃烧综合模型以及后处理的NOx生成模型,对一台350MW锅炉煤粉燃烧过程和NOx排放进行了数值计算,得出了炉内燃烧器区域以及炉膛出口的烟气温度场和燃烧产物的组分浓度分布．炉膛出口处模拟结果与锅炉热态试验数据进行了比较,两者吻合情况较好．另外,重点分析了炉内煤粉燃烧过程和NOx排放沿燃烧器出口中心线和炉膛高度方向上的生成规律,得出了NOx的主要生成区域,并指出了降低NOx排放的控制技术．     

煤粉富氧燃烧着火模式判断和动力学参数分析

为了能够更深入地了解煤粉在富氧气氛下的燃烧机理,尤其是煤粉富氧着火模式的判断,在热重分析仪上,模拟了不同氧气体积分数下的煤粉富氧燃烧过程.选取5个不同的氧气体积分数:21%、40%、60%、80%和100%,并且模拟了2种气氛下(N2/O2,CO2/O2)和不同颗粒大小的煤粉的富氧燃烧过程.并根据普适积分法,计算了煤粉的活化能和指前因子.提出了一种根据TG-DTG曲线判断煤粉着火模式的新方法,它使得煤粉着火模式的判断更为准确.研究发现,在CO2/O2气氛下的富氧燃烧过程中,当煤粉粒径小于40μm时,煤粉发生非均相着火;当煤粉粒径大于200μm时,煤粉发生均相着火.大颗粒比小颗粒受氧气体积分数变化的影响要大.     

低碳经济下电厂O2/CO2煤粉燃烧技术的应用

电厂O_2/CO_2煤粉燃烧技术是一种新型的煤粉燃烧技术,它采用纯氧和再循环烟气代替空气组织煤粉的燃烧,也被称作富氧燃烧技术或氧气/烟气再循环技术。本文介绍了O_2/CO_2燃烧技术国内外发展现状;阐述了电厂O_2/CO_2煤粉燃烧技术的特点,并以某电厂600MW亚临界四角切圆一次中间再热控制循环汽包炉对其特点进行了计算分析。研究表明:电厂O_2/CO_2煤粉燃烧技术是一种经济、高效、节能、环保的燃烧技术,正处于试验研究阶段。在低碳经济下,电厂O_2/CO_2煤粉燃烧技术的应用有利于推进国家节能减排目标的实现,符合建设资源节约型、环境友好型社会的要求。     

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。