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。     

煤粉气流在高温空气中着火距离的数值试验研究

对煤粉气流在高温空气直接点火燃烧器内部以及其出口区域的煤粉颗粒的着火燃烧过程进行数值模拟,根据所得结果,对各种因素如煤粉浓度、一次风流量、热风温度、热风流量等对煤粉着火距离的影响进行分析。计算结果表明,随着一次风煤粉浓度的减小或一次风流量的增加,煤粉气流在燃烧器内的温度场下降,着火距离增大;一次风流量变化对煤粉着火的影响大于煤粉浓度对着火的影响;着火距离随着热风温度的升高而近似线性缩短,随着热风流量的增大先缩短后还长。     

高温空气多级点火燃烧器的试验研究

提出了一种新型高温空气煤粉多级点火燃烧器。在成功实现煤粉多级点火的基础上,对影响多级煤粉着火燃烧的各影响因素(一级煤粉浓度、热风温度、多级煤粉浓度、多级煤粉送粉风流量以及环形冷却风流量)进行了试验研究。结果表明,随着一级煤粉浓度的降低,燃烧器内总体温度水平下降,多级煤粉的剧烈燃烧区向燃烧器出口移动。当多级煤粉气流着火后,停止一级给粉,热风温度在一定范围内仍可维持多级煤粉的着火燃烧。多级点火燃烧器内部温度随多级煤粉浓度的升高呈现先上升后下降的趋势。多级煤粉送风量对多级煤粉燃烧的影响呈现出与多级煤粉浓度变化相似的趋势。少量的环形冷却风可以对多级煤粉的燃烧起到助燃以及防止结焦的作用。     

O_2/CO_2气氛中超细煤粉着火特性

利用热显微镜和摄像系统,研究了气氛、煤粉粒径、氧气流量和氧气浓度对超细煤粉在O2/CO2气氛中的着火特性的影响。试验表明煤粉在N2/O2中比在CO2/O2更容易着火,颗粒粒径在20μm及以下的煤粉着火温度及过程差别不大,挥发分析出比较平稳,而颗粒粒径较大的煤粉着火温度稍高。在纯氧中,氧气流量在大于一定值(200mL/min)后对着火影响不大。O2/CO2气氛中氧气浓度对煤粉着火影响较大,随着氧气浓度的降低,煤粉着火方式从均相着火变成非均相着火;且氧气浓度越低,着火越困难。     

煤粉浓度对煤粉高温热壁点火影响的试验研究

为了研究煤粉浓度在热壁无油点火中的影响规律，该文进行了详细的试验研究，揭示了煤粉气流在高温管壁面加热情况下的着火过程和煤粉浓度对无油点火过程的影响。煤粉的着火过程分为3个阶段：初始的挥发分均相着火段、发展的焦炭多相着火段和最后的燃烧稳定段。煤粉浓度的升高导致了煤粉气流着火推迟，着火距离增加，系统出口温度降低，并促使系统出口烟气组成发生了显著的变化。文中得到的煤粉浓度对煤粉高温热壁面点火的影响规律，对于煤粉高温热壁面无油点火燃烧器的设计和运行提供了重要的理论依据。     

煤粉气流着火方式与煤粉浓度的关系

在管式炉上对煤粉气流着火方式与煤粉浓度的关系进行了研究。研究表明，当煤粉浓度由高向低变化时，煤粉气流的着火方式会由均相着火向多相着火过渡。不同的煤种发生过渡时的煤粉浓度一般是不一样的，挥发分含量越高，发生过渡的浓度越大，其机理是气流中煤粉颗粒之间的相互作用或浓度效应。     

粒径对无烟煤燃烧特性影响的热重试验研究

煤粉粒径对煤粉的燃烧特性影响很大,为此,采用德国NETZSCH公司生产的STA 449C型综合热分析仪,在升温速度为40℃/min、试验煤样的质量基本相同以及其它试验条件相同的情况下,对两种无烟煤各4种不同粒径的煤样从着火特性、燃尽特性以及综合燃烧特性方面进行了分析。试验结果表明:随着煤粉粒径的减小,两种煤样的着火温度和燃尽温度均有下降的趋势,但变化过程不尽相同;随着煤粉粒径的减小,煤样的综合燃烧特性指数S有增大的趋势,煤样的燃烧特性有明显的改善,其中无烟煤挥发分含量的高低对S随粒径的变化程度影响很大。     

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。     

煤粉气流着火的试验研究及燃烧动力常数的测定

<正> 研究煤粉气流的着火过程以及确定着火温度是一个极其复杂的问题。因此,先对一维煤粉气流的着火过程进行研究是合理的。这时,煤粉气流反应过程的特点和各种因素,其中包括气流速度,煤粉浓度,氧浓度、颗粒尺寸(煤粉比表面积)等对着火过程的影响都将得到反映。有一种着火过程的试验研究方法与该过程的物理模型相符,这就是在不同煤粉空气混合物初始温度下,将煤粉气流喷入管形燃烧室中来研究煤粉气流的着火过程,同时测出燃烧动力常数。试验时,燃烧室壁面温度等于煤粉气流的初始温度。     

低浓度瓦斯与煤粉耦合体系着火温度实验研究

为了解低浓度瓦斯与煤粉的耦合特性,自行建立了耦合体系的着火温度实验系统,对低浓度瓦斯与煤粉耦合体系着火温度进行了实验研究。结果表明:耦合体系的着火温度比低浓度瓦斯的着火温度降低了约180℃;当甲烷体积分数小于2%时,耦合体系着火温度比煤粉的着火温度低,而当甲烷体积分数高于2%时,耦合体系的着火温度比煤粉的着火温度高,且随着甲烷体积分数的增加,耦合体系的着火温度升高;当煤粉质量浓度增加时,耦合体系着火温度先下降后上升,最佳煤粉质量浓度为700g/m3;当煤粉粒径从65~70μm增加到100~105μm时,着火温度升高了约110℃;当煤粉挥发分从8.99%增加到30.99%时,耦合体系的着火温度降低了159℃。     

不同粒度煤粉颗粒元素含量变化特性研究

长期以来，一些学者结合煤粉颗粒粒度分布、煤粉工业分析，在煤粉颗粒粒度与煤的着火、燃烧及燃尽特性等方面作了不少研究。但对煤粉在不同粒度下煤中元素组成变化的影响研究还不够。煤在送入磨煤机粉碎过程中，由于煤的粒度减小，煤粉被磨细，煤中的矿物质会解离出来，因此煤粉在不同粒度下的元素含量、煤粉中组分及其物理特性会有很大变化。文中采用德国元素分析系统公司的VARIO EL III元素分析仪测量不同煤粉在不同粒度下的元素组成，对邢台和阳泉电厂用煤各4种不同粒径下的煤粉进行了实验研究。结果表明煤粉颗粒粒度对煤粉中不同组分特性有很大的影响，并从而影响煤粉中元素的百分含量。文中还进一步推断了这两种煤的硫元素存在形态和矿物质特性。     

W型火焰旋流燃烧锅炉混煤着火试验研究

在某电厂W型火焰锅炉上研究贫煤、烟煤和无烟煤混煤的着火特性。在燃烧器附近进行煤粉气流温度测量,分析了掺烧烟煤前后燃烧器轴向煤粉气流温度的变化,分析了贫煤和无烟煤不同比例时燃烧器轴向煤粉气流温度的变化,比较了侧墙燃烧器和炉膛中部燃烧器轴向煤粉气流温度的变化。结果发现,混煤的煤粉气流分两次进行燃烧。首先燃烧的是易着火的烟煤,当烟煤逐渐燃尽后煤粉气流温度有所降低,随后着火温度高的无烟煤才开始燃烧,煤粉气流温度再次上升。当无烟煤和贫煤混煤掺烧时,随着无烟煤比例的提高,煤粉气流温度降低,着火距离逐渐延长。炉膛壁温和漏风降低了煤粉气流的温度,使得煤粉燃烧需要更多的热量,使得靠近侧墙的燃烧器着火推迟。     

大同烟煤增压富氧燃烧的热重实验研究

利用TherMax500型加压热天平研究了大同烟煤在增压富氧条件下的燃烧行为,主要考察压力对其燃烧特性的影响。实验结果表明,煤粉常压时的非均相着火,在中低压力下转变成均相着火,当压力增加到4 MPa后又逐渐向非均相着火过渡,并在6 MPa时完全转变成非均相着火。在均相燃烧时,随着压力的升高,挥发分燃烧速率逐渐加快,煤粉热解程度逐步加深。由于不同压力下着火方式的改变,煤粉的着火温度及燃尽温度并非随着压力的增加而单调变化,因而导致煤粉的综合燃烧特性指数S随着压力的增加先升高后降低。     

超细煤粉孔容积和燃烧特性研究

对不同粒度煤粉的结构形态、内孔分布和燃烧特性进行了试验。结果表明,煤粉粒度越小,孔容积越大,燃烧温度越低,燃尽率越高。研究结果对确定再燃所需要的最佳煤粉细度具有一定参考意义。     

超细化煤粉表面形态分形特征

该文将合山、晋城煤分别制成4种不同粒度的常规煤粉与超细化煤粉进行了试验研究。采用英国Malvern公司的。MAM5004型激光粒度分析仪测定合山煤、晋城煤各4种不同粒径煤样的粒度分布。采用美国：Micromeritics公司的ASPA2000型比表面积及孔径分布分析仪测定煤样的比表面积和孔隙。采用美国LECO公司的CHN600型元素分析与，MAC-500型工业分析仪测定的工业分析与元素分析数据。运用分形理论和等温吸附理论及燃烧原理，分析煤粉颗粒粒度对其表面结构：比表面积，孔容积，孔径分布及其燃烧特性的影响。试验研究与理论分析表明，随着煤粉粒径的减小，煤粉颗粒的孔隙中小孔的数目增多，平均孔径减小，吸附量与吸附表面积增大，表面结构复杂，表面分形维数增高，有利于煤粉颗粒的燃烧。煤颗粒的表面分形维数能很好地反映煤粉颗粒的物理结构特性，并进一步提供有效的煤粉颗粒燃烧特性信息。超细化煤粉具有复杂的表面结构和高的表面分形维数，通过超细化改变煤粉的物理结构，完善燃烧特性，证明超细化煤粉燃烧是一种具有发展潜力与前途的煤粉燃烧新技术。     

煤粉粒度对煤粉燃烧NOx排放特性影响的试验研究

利用一维热态实验炉分别对不同粒度煤粉燃烧时，NOx排放特性随煤种、过量空气系数、温度的变化规律进行了研究。研究结果表明：NOx的排放浓度与煤粉粒度存在一个煤粉粒度临界值，当煤粉粒度小于临界值时，随煤粉粒度的减小，NOx的排放浓度减小；当煤粉粒度大于临界值时，随煤粉粒度的减小，NOx的排放浓度增大；煤粉超细化后，褐煤、烟煤的NOx的排放浓度明显减少，贫煤、无烟煤则变化不大。     

电站燃煤锅炉煤粉细度控制值研究

提出了一定条件下煤粉颗粒完全燃尽临界直径的概念,并依据煤粉颗粒分布特性和煤粉颗粒燃尽临界直径计算得出不同煤粉细度分布下的未燃尽率,分析了煤粉颗粒燃尽临界直径、煤粉细度、挥发分含量等对未燃尽率的影响。分析表明,对于低挥发分难燃煤种,按挥发分确定煤粉细度的经验公式计算值与经济煤粉细度值相比偏大;对于Vdaf>35%的燃煤,按挥发分确定煤粉细度的经验公式计算值与经济煤粉细度值相比偏小;对于其它燃煤,按挥发分确定煤粉细度的经验公式计算的煤粉细度值在经济煤粉细度值范围内,但经济煤粉细度值需要通过试验确定。     

电热管法煤粉多级点火稳燃技术的研究

作者提出了一种全新的煤粉点火稳燃技术，即电热管法煤粉多级点火稳燃技术。该技术是利用中心电热管点燃一股煤粉气流，着火后的煤粉火焰又点燃同轴流动的二级煤粉气流，从而以少量的电能方便而迅速地点燃大容量的煤粉燃烧器。据作者在２５ｍｍ内径电热管多级点火器上的试验，能以３ｋＷ左右的功率，几分种之内点燃６～４０ｋｇ／ｈ的一级煤粉，该煤粉火焰又能点燃２６０ｋｇ／ｈ左右的二级煤粉。另据６０ｍｍ内径电热管的试验，该装置能以１０ｋＷ左右的功率，十几分钟内点燃３６０ｋｇ／ｈ的二级煤粉。可见这是一种极有前途的点火稳燃技术。图７表２参３