褐煤混煤燃烧特性的热重分析法研究

利用热重分析法对三种褐煤及其混煤的热解、着火和燃尽等燃烧特笥及其活化能进行了研究。试验结果表明,混煤中的单一煤种在混煤燃烧过程中基本保持各自的着火和燃尽特性;而其热解特性和活化能与掺混比例有关。提出了能够表征单煤及混煤燃烧性能的综合燃烧特性指数SN。     

混煤燃烧特性的实验研究

选择武钢高炉混煤喷吹的某种烟煤和某种无烟煤为研究的煤源,对不同混合比例的混煤燃烧进行了实验研究。利用差热天平的TG—DTG—DTA热分析,探讨了烟煤不同掺混比对混煤的燃烧特性的影响规律和合适的烟煤掺混比例,阐明了烟煤掺混高炉喷煤技术经济指标的改善作用。     

混煤掺混方式对燃烧特性影响的实验研究

利用STA449F3型热重分析仪对邵阳龙坪煤与河南义马煤两种典型煤种按照不同的掺混比例及掺混方式进行研究,得到混煤燃烧的相关特性参数.研究结果表明:随着易着火煤种掺混比例的增加,各混煤的着火特性、燃烧特性和综合燃烧特性都有明显改善.磨前掺混方式混煤燃烧性能明显要优于磨后掺混方式.在邵阳龙坪煤所占比例为20％时,混煤燃烧性能较佳,适于电厂配煤燃烧.     

劣质混煤着火燃烬特性实验研究

以某台1 000MW超超临界电站锅炉设计煤种(劣质混煤:30%原煤+60%洗中煤+10%泥煤)为研究对象,采用热重分析方法实验研究了原煤、洗中煤、泥煤、设计煤(劣质混煤)4种煤样的着火温度、着火时间、燃烧最大速率、燃烬等燃烧特性。研究表明:相同条件下,上述4种煤的着火特性由易到难依次为泥煤→混煤→原煤→洗中煤,且混煤的前期着火燃烧特性与泥煤相接近;燃烬特性由易到难依次为:原煤→混煤→洗中煤→泥煤,且混煤的燃烬特性与洗中煤的燃烬特性相接近。     

煤粉细度对燃烧特性影响的实验研究

对冷水江和斗笠山两种煤粉,采用热天平进行了热重分析实验,分析了煤粉样在不同细度下的着火特性、燃烧特性、燃尽性能及动力学参数,给出了反映煤粉燃尽性能的综合判别指数Hj并进行了对比.结果表明:在相同的升温速度下,随着煤粉粒径的减小,挥发分析出量及DTG峰值增大,出现最大燃烧速率的时间提前;煤粉粒径减小,活化能降低,着火温度降低,着火提前,煤粉的燃烧特性也随之变好.     

混煤燃烧特性的热重试验研究

对不同配比下由烟煤、无烟煤和褐煤掺混得到的混煤的燃烧性能进行了热天平试验研究，对不同配比下混煤的活化能进行了计算，并根据活化能与着火温度随掺混比的变化规律对混煤的着火特性进行了探讨;此外根据不同掺混比下煤样的试验数据，从阿累尼乌斯定律出发，提出了表征煤在着火后燃烧速度和燃烧稳定性指数HF，对不同配比下煤的HF进行了计算，并据此对混煤的稳燃及燃尽性能进行了研究。图11表2参5     

混煤煤质及燃烧特性研究

针对混煤的煤质特性和燃烧特性开展实验研究,以指导燃煤电站科学合理的燃用混煤。研究结果表明,混煤的元素分析、工业分析及发热量满足质量加权平均,但混煤的可磨性和灰熔融特性不满足加权平均,低灰熔点煤中掺烧高灰熔点煤能显著提高混煤灰熔点,改善锅炉燃烧过程中的结渣问题,混煤灰熔点变化受到单煤灰成分的影响。热重实验分析表明,混煤的剧烈燃烧阶段与单煤存在明显差异,混煤的燃烧特性介于参与掺混的单煤之间,但不满足线性叠加,其燃烧过程存在着不同程度的交互作用。混煤的着火特性接近于易燃煤,而燃尽特性与难燃煤相近。除此以外,随着氧浓度的降低,混煤的燃烧特性明显变差,易燃煤对氧浓度的变化更加敏感。     

高温低氧燃烧火焰辐射特性的实验研究

对高温低氧燃烧火焰的辐射特性进行了实验测试，同时利用CFD通用软件对火焰热辐射行性进行了数值计算，得到了在不同预热空气温度、不同预热空气含氧量条件下，火焰形状及火焰热辐射特性的变化规律。结果表明：高温低氧燃烧火焰的体积与长度随着预热空气中含氧量的降低而扩大，而预热空气温度对燃烧火焰体积的影响不大。高温低氧燃烧火焰对炉膛壁面的热辐射能力随着预热空气温度的降低而下降，同时也随着预热空气含氧量的降低而下降。图4参9     

褐煤及其混煤燃烧特性试验研究

将小龙潭煤和先锋煤两种褐煤按不同比例混合进行热重分析研究.分析单一煤种及不同配比混煤的燃烧特性的差异,提出了反映煤燃烧着火及燃尽的燃烧特性综合判断指数.并根据化学动力学方法计算了各过程的化学动力学参数活化能和频率因子.     

大型电站混煤燃烧特性的研究与探讨

本文结合大型电站锅炉开始（或设计）燃用两种或两种以上按一定比例掺配的混煤这一新动向，分析探讨了混煤在燃烧过程中的着火燃尽、结渣特性以及污染物排放情况，为大型电站锅炉安全经济清洁地燃用混煤提供理论依据。     

680 MW超超临界锅炉混煤燃烧特性的热重试验及锅炉选型建议

采用热重分析仪对西塞山发电有限公司二期工程2×680 MW超超临界锅炉拟燃用混煤的着火稳定性和燃尽性进行了分析,结果表明:设计煤种的着火稳燃性一般,燃尽性较差.同时,根据锅炉混煤的燃烧特性提出了锅炉设备选型的初步建议和运行参数选择建议.综合混煤的燃烧特性和锅炉对煤种的适应性分析,得出锅炉采用切圆燃烧方式是较好的选择.     

煤燃烧反应活化能的两种研究方法的比较

采用单个扫描速率法中的Coats-Redfern法和多重扫描速率法中的等转化率法对三种煤的燃烧反应的活化能进行了研究。结果表明：Coats-Redfern法需要对反应机理函数进行假设，显示的活化能值受升温速率的影响较大，对不同煤种的区分也不明显。而等转化率法不需要假设机理函数，而且可以减小升温速率所导致的误差，可以较好地区分不同煤种的活化能值。     

煤粉热解特性对其富氧气氛下着火机理的影响

利用非等温热重分析法对两种烟煤的热解特性及富氧下的燃烧特性进行研究.实验结果表明,煤粉中低温下的热解行为对其富氧气氛下的着火机理有明显影响.挥发分初析温度低、热解特性指数D大的煤,随着氧体积分数的增加,着火方式逐渐由非均相转变为均相.而挥发分初析温度高、D较小的煤,着火方式则无明显变化.热解活性高的煤,在着火机理转变后,着火温度显著降低,但燃尽温度基本不受影响.氧体积分数提高后两种煤粉的燃烧特性指数S都有所增大,但相同氧体积分数下不同煤种之间的S相差不多,说明着火机理的改变对S无明显影响.     

混煤燃烧反应动力学参数的热重研究

采用热天平,对两种标准煤的混煤燃烧反应动力学参数进行了实验研究。首先对热天平实验的重复性进行了验证,确保获得的实验参数准确、可靠。采取不同的燃烧方式分析动力学参数的变化。非等温燃烧的研究表明,以特征温度区间计算,表观活化能和频率因子均随混煤中烟煤比例的增加而降低。升温速率增加,混煤燃烧的表观活化能有所下降。等温燃烧的研究表明,模型的选择对动力学参数的研究影响很大,通过计算,认为球对称收缩核模型适合于混煤等温燃烧动力学参数的研究。表观活化能的计算结果表明高活性煤种的存在可以很好的改善混煤的着火性能,并且存在最佳掺混比例。图6表5参3     

煤掺混燃烧时氮析出特性的试验研究

在一维煤粉燃烧试验台上对电站动力用单种煤及其混煤燃烧时氮氧化物的析出特性进行了试验研究，主要探讨组分煤种的煤质比例以及掺混比例对氮氧化物析出的影响规律。研究结果表明：NOx主要是在煤粉着火过程中产生的，其生成量与煤中的氮含量和挥发分含量密切相关；混煤燃烧时，各组分煤种氮的析出是既独立又相互影响的，混煤氮的析出曲线一般具有“双峰”结构，峰值区域较宽，其NOx生成量与各组分煤种的氮含量基本呈线性关系。掺烧比例对混煤氮的析出有较大影响，在贫煤中掺混其它煤种时，混煤氮的析出时间、析出浓度与各组分煤种的加权平均值有一定差异。     

煤裂解或燃烧条件下汞的析出规律研究

进行了加热时间、反应条件、煤种等因素影响煤中汞析出规律的试验研究。首先对煤样裂解或燃烧产物中残留汞进行分析，发现煤中汞在燃烧条件下能很快析出，而在裂解时则析出相对缓慢。其次利用管式炉系统，在还原性气氛（载气为氮气）或氧化性气氛（载气为氮、氧体积比为4：1的混合气体）下进行煤样裂解或燃烧后汞的析出及形态迁移转化试验。研究认为，煤在裂解或燃烧后，汞主工以气态方式进入烟气，烟气中的汞主要以二价汞（Hg^2 ）和零价汞（Hg^0）形式存在，且汞的形态分布与反应条件和煤种有关。随加热温度升高，烟气中的二价汞含量升高，零价汞含量降低；裂解与燃烧相比，燃烧时零价汞被氧化的程度更高。     

新型燃烧指标方程的建立

从热动力学积分方程出发建立了新型燃烧特征方程.新型燃烧特征方程与常规燃烧指标对应的基本方程为一般与特殊的关系;基本方程及其燃烧指标只能对燃烧达到最大速率之前的燃烧特性进行正确的判断,而用新型燃烧指标可以对整个阶段的燃烧特性进行正确的判断;典型煤种的热重实验得到的常规燃烧指标优劣次序与新型燃烧指标有所差别,新型燃烧特征方程更具有优越性.