混煤燃烧中的交互作用:掺烧方式和配风对着火和燃尽特性的影响

以某台布置双一次风喷口的试验炉为研究对象,采用数值模拟方法研究了混煤掺烧方式和优化配风对着火和燃尽特性的影响,揭示了氧竞争作用对混煤燃尽抑制的机理,并给出了优化调控方法。结果表明:掺烧方式是影响混煤燃烧着火特性的重要因素;在炉外掺混方式下,掺入高挥发分煤能够改善低挥发分煤的着火特性;掺烧方式对低挥发分煤燃尽特性的影响更显著;炉内掺烧方式可抑制混煤燃烧过程中的氧竞争作用,提高低挥发分煤的燃尽率;合理调整二次风配风量可进一步提高低挥发分煤的燃尽率和混煤的总燃尽率。     

低水澳煤燃烧特性及其分磨掺烧试验研究

利用热重-红外联用(TGA-FTIR)技术,与蒙混煤、富动24煤对比,分析低水澳煤的燃烧特性,根据其着火温度、燃尽温度以及CO和CO_2的析出规律分析其燃尽特性差的原因。由于其氧含量较低,煤化程度较高,因此可磨特性相对较差。低水分和较高灰分的特点导致低水澳煤燃尽时间延长,燃尽温度较高。在1 030 MW机组上进行低水澳煤掺烧试验,试验期间磨煤机电流上升,随着澳煤掺烧量的增加,减温水量、飞灰含碳量和CO浓度逐渐升高,因此采用降低一次风速度和煤粉细度的手段促进其燃烧完全。     

恒温下准东煤粉燃烧特性研究

针对准东煤碱金属含量高导致灰熔融温度低、在燃烧过程中容易造成沾污及结焦等问题,利用恒温热重实验系统,研究了准东煤的燃烧特性及温度、煤种掺混等对燃烧特性的影响。实验结果表明：单煤煤种燃烧过程中,不同煤种燃尽时间、燃烧速率存在显著差异,其中路茂通坎乡煤种和永华金泰煤种差异最大,路茂通坎乡煤种易着火,燃烧速率快,燃尽时间短;随着温度升高,单煤燃烧失重曲线发生左移,燃尽时间缩短,燃烧速率上升,表明温度升高会加速煤粉燃烧,并且1 000℃后提高温度对焦碳燃尽的促进作用更明显;掺混燃烧过程中,掺烧高挥发分的煤种可以有效改善煤粉燃烧初期着火特性,而掺烧高固定碳煤种可使燃尽时间延长,从而降低燃尽率;混煤掺烧能够提高灰熔点,有效改善准东煤熔融特性,从而在煤源方面减少或者避免炉膛受热面沾污、结渣,确保锅炉运行的安全性和经济性。     

燃烧高灰分烟煤、贫煤的新型300MW锅炉

本文介绍了采用尾部双烟道布置、挡板调温的新型四角切圆燃烧300MW锅炉燃用高灰分烟煤、贫煤的技术优势及特点，以及针对燃料特性所采取的保证稳燃、燃尽和低NOx排放的技术措施。     

空气分级对旋风锅炉燃烧及NOx释放的影响规律

针对纯高碱煤在旋风液态排渣锅炉实际燃烧过程中存在的局部温度高及NOx排放超标等问题,采用数值模拟的方法研究了燃尽风的布置及风量配比等因素对炉内温度场、组分分布特性和NOx排放的影响规律.研究结果显示:燃尽风喷口的布置形成了良好的空气分级燃烧效果,炉内温度整体降低.不同燃尽风工况下,炉内各组分分布规律一致,w(O2)质量...     

氧煤在炉膛内的燃烧方式分析

采用高温预热氧化剂或提高射流速度的方式,可将氧煤燃烧和MILD燃烧相结合,氧煤燃烧可以得到较高CO_2浓度的烟气,约90%,便于实现燃煤过程的CO_2捕集和封存(CCS),而MILD燃烧模式下的氧浓度整体水平较低,从而降低了煤的化学反应速率。利用煤粉的反应动力学参数,建立了氧煤燃烧炉膛的辐射传热模型,同时对不同氧浓度下煤粉燃尽时间和炉膛温度分布进行了计算。结果表明:煤炭颗粒的燃尽时间随着氧浓度和燃烧温度的降低而延长,且在低氧浓度下(10%),氧浓度的变化对燃尽时间的影响程度增大,而燃烧温度的变化对燃尽率的影响不大。煤样固定碳含量高,则炉膛介质温度整体提高,随着氧浓度的降低,燃烧峰值降低且位置稍有延后,且温度分布趋于均匀化。     

再燃过程影响因素及燃尽特性研究

以包含两种低挥发分贫煤在内的5种煤作为主燃料,在一台36 kw-维炉上对气体燃料再燃过程及其燃料燃尽特性进行了详细实验研究.实验表明,相同条件下,挥发分含量越高的煤作为主燃料时气体燃料再燃过程的脱硝效率能够达到越大,当低挥发分煤种作为主燃料时,必须采用更大气体再燃燃料比例和更长再燃区停留时间才能获得高挥发分煤种作为主燃料时相同的再燃脱硝效率.实验结果表明,即使采用低挥发分煤作为主燃料,当气体再燃燃料比例达到10%～15%,再燃区停留时间达到0.7～0.9 s.再燃区过量空气系数在0.8～0.9时,气体燃料再燃过程就能在保证煤粉颗粒燃尽率不显著降低,同时气体再燃燃料充分燃尽的前提下,获得50%以上的再燃脱硝效率.     

空气分级燃烧技术中两级燃尽风技术试验研究

本文以神木烟煤和阳泉贫煤为试验对象，在一维火焰炉上对其进行了空气分级燃烧技术模拟试验研究。试验结果表明，与通常的空气分级技术相比较，燃尽风分两股送人炉内不仅能有效降低NOx的排放量，还能很好的降低飞灰可燃物含量，取得更佳的脱硝效果和燃尽效果。     

循环流化床锅炉中大颗粒煤燃尽的实验研究

根据燃烧反应速率不变的原理,设置特定的加热温度和供气体积流量,在管式固定加热炉上采用热重分析法测量了循环流化床锅炉燃烧条件下大颗粒煤(直径为9~15mm)的燃尽时间.通过拟合煤颗粒的粒径和对应的燃尽时间数据,确定表征煤样A和煤样B燃尽特性的2个参数:燃烧常数k和燃尽指数n.结果表明:循环流化床锅炉燃用煤样A时的运行床压比燃用煤样B时低约600Pa,更有利于节省一次风机和二次风机的电耗.     

生活污泥与煤混烧的热重试验研究

选取广州某污水处理厂污泥进行不同比例混煤掺烧的热重分析试验,研究发现:失重较为明显区城在200～700℃范围.掺煤比例较小(<30%)时,低温段DTG峰的跨度大;当掺煤比例较大(> 70%)时,DTG峰宽且值大,与煤燃烧特性接近.随着污泥掺煤比例的提高,着火温度提高.通过分析燃尽温度和燃尽特性指数,得出本试验条件下燃尽的最佳的掺混比例范围为40%左右.化学动力学研究发现,随着污泥比例的降低和煤比例的增加,活化能增加,反应速率减慢.     

麻家梁煤特性与掺烧试验研究

通过热重和电厂试验,研究了麻家梁煤的燃烧、燃尽特性,重点研究了掺烧麻家梁煤对200 MW机组飞灰含碳量、燃烧NO_x浓度、SO_2浓度等的影响。结果表明:麻家梁煤具有良好的燃尽特性,随麻家梁煤掺烧比例增加,飞灰含碳量、燃烧NO_x浓度及SO_2浓度呈线性降低趋势,掺烧麻家梁煤经济和环保效益显著,但掺烧麻家梁煤也会引起飞灰粒度降低。     

混煤热解特性及燃烧过程的实验研究

针对六枝化处煤和娄底煤焦两种单煤及这两煤种之间9种不同掺混比的混煤的燃烧进行了实验研究。通过热重分析方法，分析单一煤种及不同掺混比的混煤燃烧时燃烧特性和燃尽性能的差异，提出了反映煤燃烧着火及燃尽性能的燃烧特性综合判别指数S′，对两煤种混烧的燃烧特性及其燃尽性能进行初步预测。     

煤燃烧特征温度与变质程度的关系

通过热重燃烧实验和煤岩镜质体反射率实验,研究了煤燃烧着火温度、峰值温度和燃尽温度与反映煤变质程度的干燥无灰基挥发分质量分数w(Vdaf)和碳质量分数w(Cdaf)的关系,探讨了燃烧速率峰的相对位置与变质程度的关系.结果表明:在程序升温条件下,煤着火温度随变质程度的加深呈现逐渐升高的趋势,而峰值温度、燃尽温度与着火温度均呈现较好的线性关系,相关系数R2分别为0.961 4和0.956 6;煤燃烧速率峰的相对位置较好地反映了变质程度的高低,变质程度高的煤,其燃烧失重曲线和燃烧速率峰相对位置均处于高温段,变质程度低的煤,其燃烧失重曲线和燃烧速率峰相对位置均位于低温段.     

不同高岭土掺混比例对高铁煤燃烧特性的影响

本文利用电加热炉对高铁煤与高岭土掺混进行燃烧特性实验研究,发现随着掺混比例升高,混煤的燃尽率明显降低,NO_x排放浓度呈现先降低后增加趋势,煤质的灰渣越来越容易吹扫。综合不同高岭土掺混比例下煤质的燃尽特性、NO_x排放特性以及结渣特性,建议高岭土掺混比例控制在10%左右,可以保证煤质具有较好燃尽特性和NO_x排放特性的同时,有效地缓解高铁煤严重结渣的问题。     

煤燃烧特性研究方法概述

本文综合以往的实践经验，从着火稳定性，燃尽必一及结渣性三个方面来分析煤的燃烧特性。     

一种天然焦燃烧特性的试验研究

天然焦是煤接触岩浆岩受热分解后的固体残余物,它是岩浆岩侵入煤层或煤层附近,由煤层受热烘烤而干馏变成的．天然焦一般作为难以利用的能源考虑。为了开拓天然焦综合利用新途径,本文利用热重分析法对该天然焦、济宁煤及二者混合燃料的着火、燃尽等燃烧特性进行了实验研究。热重试验结果表明,天然焦的着火温度为876．3K,其着火温度最高,其次是混煤,济宁燃煤着火温度最低;但是天然焦的燃尽时间最短,济宁煤燃尽时间居中,混煤燃尽所需时间最长。综合试验研究及理论分析,天然焦混煤燃料可以作为电站锅炉燃料．本研究可为天然焦用作电厂燃料提供依据。     

高燃料氮烟煤空气分级燃烧氮氧化物排放特性实验研究

针对两种燃料氮含量较高的烟煤空气分级燃烧情况下氮氧化物排放及燃尽情况进行了实验研究。研究表明,不分级燃烧情况下燃料氮含量越高的煤,氮氧化物排放越高;其空气分级燃烧情况下燃料氮向燃料型NOx的转化率越低。空气分级情况下,还原区停留时间为0.8-1.0 s及化学当量比为0.75的时候,大同烟煤及俄罗斯烟煤的氮氧化物排放均较低。同时,空气分级燃烧条件下俄罗斯烟煤的燃尽情况与大同烟煤类似,燃尽效果较好。     

煤显微组分富集物燃烧特性滴管炉试验研究

利用滴管炉对不同显微组分富集样进行了燃烧试验，利用灰示踪法对它们的燃烧特性进行了分析。结果显示，不同显微组分组成样的燃烧特性不同，富惰质组样较为明显地显示出较低的挥发分燃尽度、固定炭燃尽度和煤燃尽度，这表明惰质组的燃烧性能比镜质组差。但由于矿物质影响的存在，使得一些煤中显微组分富集样的燃烧性质表现出随显微组分组成更为复杂的变化。     

低氧气氛下煤粉燃烧特性及动力学

采用热重分析仪研究了不同煤粉在烟气气氛下的燃烧特性,考虑了升温速率和氧气浓度对燃烧特性的影响。研究结果表明:低氧条件、高升温速率下,煤粉的TG、DTG曲线均向高温区靠近,燃烧速率变慢,燃尽时间增长;改变氧气浓度和升温速率对煤的着火温度影响不大,在一定氧浓度(5%~15%)范围内,高水分低阶煤采用烟气干燥输送的制粉系统,能满足其安全性要求;氧气浓度和升温速率主要对煤的燃烧阶段产生影响,随着升温速率的升高和氧浓度的降低,燃尽温度明显升高,且氧浓度对燃烧特征参数的影响大于升温速率的影响。此外,采用Coats-Redfern积分法对煤粉在程序升温过程中的燃烧反应做了相应的动力学分析。结果表明:氧气浓度和升温速率的变化均对活化能产生影响,且随着氧气浓度的降低,煤阶对活化能的影响逐渐减弱。     

布尔台煤燃烧特性试验研究

采用西安热工研究院的1 MW半工业性试验炉,对布尔台煤进行燃烧试验研究,分析其燃烧特性。试验结果表明:由于布尔台煤的挥发份较高,着火稳定性较好。运行氧量在2.5%时,布尔台煤燃尽率相对较低;随着氧量的增加,炉膛出口温度增加,对屏区结渣不利,运行氧量控制在3.5%左右合适。煤粉细度R90在9-36%范围内对布尔台煤燃尽率影响较小,煤粉细度R90增加时,NO_x排放增大,炉膛出口温度较高,对机组燃烧不利,建议煤粉细度R_(90)控制在18%。