煤着火特性的热重分析研究

利用程序升温的热重分析法对7种不同煤样进行着火特性研究,表明由TG-DTG曲线可方便快捷地得到煤种的着火温度,并定性地判断各煤种燃烧的难易程度。分析了着火温度和挥发分、活化能等的关系,并自定义了参数R,发现R能很好地表征煤种的着火特性。将实验结果和在小型流化床上研究得到的着火特性参数比较,发现结果趋势一致,但数值偏小。理论上存在一个加热速率值,使由TGA测得的着火温度和由小型流化床上得到的着火温度一致,因此TGA实验结果可用于指导大型电站锅炉及燃烧装置的设计和运行。     

玉米秸秆燃烧特性的实验分析

利用热重分析仪对玉米秸秆在以20℃/min、40℃/min的升温速率下进行了燃烧实验。对玉米秸秆的燃烧失重过程进行了分析并且得到燃烧失重特征参数。根据TG-T和DTG-T曲线,将玉米秸秆开始燃烧后的失重区分为3个部分:挥发分、固定碳剧烈失重区间和这两个区间中的缓慢失重区间。对挥发分、固定碳剧烈失重区间各自建立了相应的燃烧反应动力学方程,得到了不同温度区间的表观活化能、频率因子等燃烧动力学参数,并提出了相应的燃烧机理。     

生物质与煤掺烧的实验研究

利用热重分析法,在不同条件下,对单一生物质、煤及其混合物的燃烧特性进行分析,研究了阳泉煤、稻壳、麦秆和松木屑的挥发分初析温度、挥发分最大释放速率、固定碳最大燃烧速率、燃尽温度等燃烧特性参数。由实验得知,生物质的燃烧时间比煤提前,生物质在燃烧过程中有两个明显的失重阶段,而煤只有一个明显的失重阶段。通过掺混可以使煤的着火时间缩短,着火温度降低,延长了整个燃烧的温度区间,使煤能更好地燃尽,使燃料的燃烧特性得到了优化。     

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。     

恒定高温下煤粉燃烧特性及模型模拟

热天平(TGA)是最常用的研究煤粉炉内燃烧特性的设备,但由于设备本身需要逐步升温的局限性,不能得到特定温度下煤粉的燃烧动力学。利用自制恒温热重实验台,对几种典型煤种进行恒定高温情况下的燃烧失重实验,研究了温度、煤种等因素对煤粉燃烧特性的影响。结果表明:煤粉突然置于恒定高温条件下燃烧,随温度的升高,失重速率逐渐增大,燃尽时间缩短,同时失重速率峰值升高,而且后移,使反应初期更多的挥发分析出,燃烧更加剧烈。提高温度可以改善煤粉着火与燃尽特性。煤种的煤化程度越低,挥发分含量越高,燃烧初期速率高,着火特性越好。挥发分析出燃烧和焦炭的燃烧存在时间上的重叠。利用一维均相反应模型模拟计算恒定高温下的煤粉燃烧过程,判定系数高达0.96,结果较精确,可为实际锅炉设计与运行提供一定的参考价值。     

多种生物质与煤掺混燃烧特性研究

采用热重分析法研究了煤和污泥、秸秆、药渣3种生物质掺烧时的燃烧特性.结果表明:煤在燃烧过程中仅有1个明显的失重峰,为挥发分和焦炭同时燃烧形成;而污泥、秸秆和药渣均有3个明显的失重峰,其中第1个峰是水分析出引起,第2个峰为挥发分的析出与燃烧阶段,第3个峰为固定碳的燃烧阶段;秸秆挥发分和固定碳燃烧对应的失重峰相邻较近,而污...     

烘焙对农业秸秆燃烧特性的影响

为了探究烘焙对生物质燃烧特性以及燃烧机制的影响,研究了不同烘焙条件下典型秸秆的燃烧失重特性和放热行为。选择棉杆和稻杆为主要研究对象,采用热重分析仪与差热扫描量热仪连用分析了秸秆的燃烧特性。实验结果表明：秸秆燃烧过程主要包括脱水、挥发分和固定碳燃烧,经烘焙处理后,秸秆的着火温度明显降低,燃烧更为充分,并且燃烧放热量随着烘焙温度的提高而进一步加大。采用非等温积分法分析了烘焙秸秆的热动力学特性和燃烧机制,发现稻杆的挥发分燃烧过程为1级反应,稻秆主要为挥发分的燃烧,棉杆的活化能较高,并且主要是固定碳的燃烧。农业秸秆烘培预处理对其燃烧特性的改善有明显的作用。     

煤粉/生物质恒温混燃NO排放的协同特性

为探讨煤粉/生物质恒温混燃NO排放的协同特性,利用管式炉实验系统对煤粉/生物质恒温混燃进行实验,探讨了掺混比、温度及煤种等因素对其影响规律.研究表明,随着生物质掺混比的增加,燃烧初期的NO析出加快,NO排放曲线呈现的拐点前移,最终NO析出率降低,煤粉与生物质NO排放的协同作用增强;温度的升高总是有助于NO的生成.随着温度的升高,煤粉与生物质NO排放的相互作用逐渐减弱;掺混生物质,能够抑制挥发分含量高的煤种NO排放,对低挥发分含量煤种的NO排放表现出促进作用.     

王草的热解与燃烧特性实验研究

采用热重分析仪以10、20、30℃／min的温升速率对王草进行了热解特性实验,以20℃／min的温升速率进行了燃烧特性实验,得到热解与燃烧的特性参数。通过动力学分析得到热解与燃烧的活化能等动力学参数。研究结果表明, 王草的热解过程可分为3个阶段:预热干燥阶段、挥发分析出阶段、碳化阶段,热解失重主要发生在挥发分析出阶段。随着温升速率的上升,王草各热解特征温度都有所升高。王草燃烧曲线有2个明显的失重过程,存在二次着火现象。王草燃烧差热(DTA)曲线后面放热峰明显大于前面的放热峰, 表明固定碳燃烧放热量大于挥发分燃烧放热量。实验结果可以为王草的能源化利用提供指导。     

不同气氛下烟煤的热解特性研究

煤粉燃烧特性对锅炉的设计和运行有着重要的影响。以某地烟煤为例,采用热重分析的方法,在空气、CO2和N2三种气氛下分别进行热解,并对所得TG/DTG曲线进行分析,获得了挥发分初析点、着火点、最大失重速率点、燃尽点、活化能和反应级数等相关系数的热解特性指标,对于指导该煤种的应用提供了基础数据和设计参考。     

基于改进型扰动观察法的光伏电池最大功率点追踪算法研究

为了研究光伏电池最大功率点追踪算法,本文对光伏电池的输出特性进行了分析。以光伏阵列工作在稳定区域内的情况下,dP/dU与I存在线性关系为基础,本文提出了一种改进型扰动观察法的最大功率点追踪算法。该算法提出了一个新的判断光伏电池最大功率点的条件,结合扰动观察法和固定电压法寻找最大功率点。与传统的扰动观察法相比,该算法提高了系统的稳定性。对该算法进行了理论推导,并采用Matlab进行了仿真验证,结果表明,该算法能减少在最大功率点附近的振荡。     

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。     

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。     

O2/CO2与空气对燃煤汞形态分布的影响

为研究O2/CO2和空气燃烧方式对汞形态分布影响的差异,借助管式试验炉,对空气和O2/CO2 2种气氛下对4个煤种分别在600、800、1 000 ℃下进行了堆燃。燃烧过程中烟气的汞排放,采用Ontario Hydro方法进行吸收测试,比较了O2/CO2和空气气氛下的汞形态分布特点。试验结果表明,在相同温度下,与空气燃煤相比,煤粉在O2/CO2气氛下燃烧单质汞含量升高,二价汞含量降低。随着反应温度的升高,这两种气氛下单质汞的含量均逐渐降低,而二价汞的含量逐渐升高。同时在相同温度和反应气氛下,不同煤种汞形态分布不同,含硫量高的煤燃烧烟气中二价汞的含量比低硫量的煤高,而单质汞的含量比含硫量低的煤要低。而煤粉充分燃烧时,温度和煤种对于4种燃烧气氛下灰分中残留汞元素含量产生较小影响。     

超临界压力直流锅炉中间点温度控制形式探讨

对超临界压力直流锅炉中间点温度的控制进行了深入的分析。针对传统的煤水比控制的缺点,提出了比热量控制的方法。实践证明,对不同煤质,一定负荷下的比热量几乎是相同的,可以使汽温控制得更好。     

矿物成分对超细化煤粉燃烧特性影响的实验研究

采用热天平研究了超细化鹤岗、铁法、准葛尔3种脱灰煤样(HCl/HF脱灰)，及分别添加NaOH、KOH、MgO、CaO、Al2O3和Fe2O3矿物成分制成试验样品的燃烧特性。实验中气体流量为50mL/min，氧气体积百分比浓度为20%，升温速率为20℃/min。通过对所获得的热失重(TG)和失重微分(DTG)曲线的分析，比较了各种矿物质对3个煤种燃烧特性的影响。结果发现，NaOH、KOH使鹤岗、准噶尔和铁法煤的脱灰样品的着火降低50℃左右，最大失重速率温度和活化能降低；Fe2O3提高了3种脱灰煤样的着火温度，抑制挥发分反应活性；Mg、Ca、Al、Fe对3种脱灰煤样影响不同，与煤的品种有关。     

LED照明产品检测方法中的缺陷和改善的对策

传统的LED及其模块光、色、电参数检测方法有电脉冲驱动,CCD快速光谱测量法,也有在一定的条件下,热平衡后的测量法,但这些方法的测量条件和结果与LED进入照明器具内的实际工作情况都相差甚远。文章介绍了通过Vf—TJ曲线的标出并控制LED在控定的结温下测量其光、色、电参数不仅对采用LED的照明器具的如何保证LED工作结温提供了目标限位,同时也使LED及其模块的光、色、电参数的测量参数更接近于实际的应用条件。文章还介绍了采用LED的照明器具如何测量LED的结温并确定LED参考点的限值温度与结温的函数关系。这对快速评估采用LED的照明器具的工作状态和使用寿命提供了一个有效的途径。     

Studying the specific features pertinent to combustion of chars obtained from coals having different degrees of metamorphism and biomass chars

Better conditions for igniting low-reaction coal (anthracite) can be obtained, higher fuel burnout ratio can be achieved, and the problem of shortage of a certain grade of coal can be solved by firing coal mixtures and by combusting coal jointly with solid biomass in coal-fired boilers. Results from studying the synergetic effect that had been revealed previously during the combustion of coal mixtures in flames are presented. A similar effect was also obtained during joint combustion of coal and wood in a flame. The kinetics pertinent to combustion of char mixtures obtained from coals characterized by different degrees of metamorphism and the kinetics pertinent to combustion of wood chars were studied on the RSK-1D laboratory setup. It was found from the experiments that the combustion rate of char mixtures obtained from coals having close degrees of metamorphism is equal to the value determined as a weighted mean rate with respect to the content of carbon. The combustion rate of char mixtures obtained from coals having essentially different degrees of metamorphism is close to the combustion rate of more reactive coal initially in the process and to the combustion rate of less reactive coal at the end of the process. A dependence of the specific burnout rate of carbon contained in the char of two wood fractions on reciprocal temperature in the range 663—833 K is obtained. The combustion mode of an experimental sample is determined together with the reaction rate constant and activation energy.     

火电厂配煤模型研究

根据配煤的核心,通过确定动力配煤的优化配比,研究了燃煤电厂配煤模型的组成,建立了火电厂线性配煤模型、非线性配煤模型和不确定性的配煤模型。对线性模型和非线性模型的目标函数和约束条件进行分析,指出线性模型的建立和求解较简单,其实用性和操作性较强;而非线性模型的精确度虽高,但其纠结相对困难。针对电厂配煤煤质参数的不确定性、可变性以及煤炭价格的波动性问题,利用区间规划方法对不确定性的配煤模型进行分析,并通过算例验证其现场操作性更强。