Ca、Mg含量对超细煤粉燃烧特性的影响

利用热天平研究了Ca、Mg添加量对超细脱灰煤粉(铁法煤)及Mg添加量对铁法原煤燃烧特性的影响.实验结果表明,脱灰处理可明显降低煤的着火温度、提高燃尽率、减小活化能,改善燃烧特性.CaO和MgO添加量较低时,其对脱灰煤样的燃烧特性影响不大;当CaO和MgO添加量达到一定值后,CaO可抑制脱灰煤粉着火;MgO可促进脱灰煤粉和原煤的着火,但抑制固定碳的燃烧;当MgO的添加量增加到0.8%时,原煤的最大失重速率和达到最大失重速率时的温度显著降低,燃尽率仅为原煤的73.33%.     

动力配煤系统中配煤燃烧特性研究

在不同过量空气系数、炉膛温度和煤粉细度条件下,通过沉降炉燃烧特性试验,研究了不同煤种以不同比例混合配煤的着火、燃烧、结渣等燃烧特性变化规律及其影响因素.研究表明:(1)配煤中挥发分减少,着火温度逐渐升高,煤粉着火推迟,使得燃尽性变差;(2)配煤的发热量降低,导致着火温度逐渐升高及飞灰含碳量升高;(3)煤粉浓度一定时,煤粉越细越利于着火.     

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。     

废轮胎胶粉与煤混烧的热重分析

采用热重分析法(TGA)对胶粉、煤粉及胶粉与煤混合物燃烧特性进行分析, 研究煤粉与胶粉混合比例对混合燃料着火特性和燃尽特性的影响规律。结果表明: 胶粉的燃烧特性与煤的燃烧有较大的区别, 高灰分煤的燃烧主要受固定碳燃烧控制; 而胶粉在燃烧过程中, 其高挥发分的析出和燃烧起主要作用。与煤粉相比, 掺10%、30%和50%的胶粉后燃料的着火温度分别降低8、30℃和80℃, 且促进了燃料的燃烧速率, 这主要是由于胶粉含大量挥发分且在较低温度下即可明显析出和燃烧的结果, 胶粉与煤的混烧有利于改善高灰分煤的着火和燃尽特性。     

过氧化钙对煤粉燃烧效率的影响

利用热分析法研究了过氧化钙(CaO2)的分解及其对煤化程度不同的煤粉燃烧效率的影响,分析了CaO2的助燃催化作用机制。结果表明,CaO2分解温度区间与煤粉的挥发分析出温度区间较为吻合,CaO2分解释放的氧气可促进热解气体的氧化反应和固定碳的燃烧反应,催化煤的燃烧释热。动力学计算表明,CaO2可降低燃烧各阶段反应活化能,提高燃烧过程的反应速率。比较分析发现,煤的热分解过程与CaO2的分解过程的协同程度和煤的着火方式对此助燃催化有重要的影响。     

O_2/CO_2气氛下煤/生物质混燃特性实验研究

采用热重分析仪分别研究了不同煤种(烟煤、贫煤、无烟煤)与生物质(稻壳)的混燃特性,分析了燃烧气氛(O_2/CO_2、O_2/N_2)、生物质掺混比例、氧体积分数对煤与生物质混燃的着火温度、燃尽温度和综合燃烧特性以及动力学特性的影响。结果表明:1)在O_2/CO_2与O_2/N_2气氛下,煤与生物质混燃的失重变化趋势相似;但在O_2/CO_2气氛下,煤与生物质混燃的失重速率和固定碳燃烧反应活化能均低于O_2/N_2气氛,综合燃烧特性较O_2/N_2气氛差;2)掺混生物质可以改善单煤的燃烧特性,相比于单煤,煤与生物质混燃的着火温度和燃尽温度降低,煤粉的燃烧特性有所改善;3)随着生物质掺混比例的增加,煤与生物质混燃特性进一步得到改善;4)氧体积分数提高,煤与生物质的混燃速率增大,其着火和燃尽温度降低,综合燃烧特性改善,但在煤的固定碳燃烧阶段,燃烧反应活化能和指前因子增大;5)在煤的固定碳最大燃烧速率对应温度附近,混合燃料反应活化能小于单煤燃烧反应活化能,随着生物质掺混比例的增加,混合燃料反应活化能进一步减小。     

煤粉粒径对燃烧特性影响的试验研究

对4种不同粒径的冷水江煤和郑州矿物局贫瘦煤在升温速率均为20℃/min、气体流量为65mL/min的试验条件下进行了热重试验。结果表明:随着煤粉粒径的减小,最大燃烧速率出现得更早,着火提前;着火温度降低,燃尽温度也随之降低;煤粉活化能减小,煤粉的综合燃烧特性指数有较大提高,燃烧特性得到改善。     

一种新型中心富燃料直流煤粉燃烧器燃烧性能试验研究

为提升直流煤粉燃烧器在促进煤粉着火燃尽及降低NO_x生成方面的性能，哈尔滨锅炉厂在某原型燃烧器基础上，通过构建两级煤粉浓缩、设置钝体稳燃板及稳燃齿等点火强化及分级燃烧措施，设计开发一种中心富燃料直流煤粉燃烧器。为研究该燃烧器的综合性能，结合燃烧器冷态流动及热态燃烧试验，对比分析原型燃烧器及新型燃烧器的回流区形成、燃烧及NOx生成特性。研究表明，相比于原型燃烧器，新型燃烧器能够在出口处构建更大的回流区分布，且煤粉气流着火位置由90cm附近大幅缩短至10～20cm，煤粉燃烧稳定性明显改善。新型燃烧器在兼顾115mg/m³(O2=6%)较低NO_x排放浓度的同时，能够明显提升煤粉燃尽效果，对应飞灰可燃物含量由6.5～9.5%降低至1.5～3.9%,CO排放浓度由800mg/m³(O₂=6%)以上降低至160mg/m³(O₂=6%)以内，在综合燃烧性能方面较原型燃烧器显现出了更好的优越性。     

O2/CO2和O2/N2气氛下不同煤种的热解与燃烧试验研究

采用热重-质谱联用仪分别研究了3种煤在O2/N2和O2/CO2气氛下的热解和燃烧特性.结果表明,与N2气氛相比,CO2气氛下煤粉的热解过程可分为水分的蒸发、挥发分的释放以及较高温度下煤焦与CO2的气化反应;随燃烧气氛中氧浓度的增加,煤粉的TG-DTG曲线移向低温区,着火温度和燃尽温度降低,煤粉综合燃烧特性指数增大;在相同的燃烧气氛及氧浓度下,PRB次烟煤的着火温度和燃尽温度明显低于Illinois烟煤和Utah烟煤.     

神府烟煤和云南劣质烟煤富氧分级燃烧特性试验研究

为探索富氧燃烧高效低氮燃烧的途径，在东方锅炉试验中心下行炉上开展神府烟煤、云南劣质烟煤的富氧分级燃烧特性试验研究，探索2种煤在富氧分级燃烧条件下的燃尽特性及氮氧化物排放特性。试验结果表明：在富氧燃烧条件下，采用燃尽风分级燃烧，合理控制氧气分级送入，神府烟煤燃烧效率可达99%以上，烟气中NO_x排放可控制在19.10 mg/MJ以内；云南劣质烟煤因着火延迟，燃尽需要足够长的停留时间，其燃烧效率略低，通过合理氧分级，燃烧效率最高可达90%以上，烟气中NO_x排放可控制在16.83 mg/MJ内；富氧燃烧炉膛温度对NO_x累积生成释放曲线的影响与空气燃烧一致，炉膛温度越高，煤粉颗粒升温速率越快；采用富氧分级燃烧，合理控制氧分级送入时机和位置，可寻找到较高的燃烧效率和较低的NO_x排放，实现富氧燃烧高效低氮排放。     

金属化合物对工业污水污泥燃烧的 催化作用及机制

用热重法研究了不同金属化合物对含工业污水污泥的助燃作用,计算了添加不同金属化合物前后污泥燃烧的特征指数和燃烧反应动力学参数,并以酸洗污泥作为对比,对不同金属化合物的助燃效果和催化机制进行了分析。结果表明,含工业污水污泥中挥发分的析出和燃烧制约着整个燃烧过程,并且污泥在低温段和高温段的燃烧特性不同。污泥添加不同金属化合物K2CO3、NaCl和Al2O3后,其着火点有一定的下降,对污泥的燃烧有促进作用;不同金属元素化合物的加入对污泥燃烧性能有一定的改善,并且在燃烧的不同阶段金属化合物表现出不同的催化能力,其中K2CO3的催化性能强于NaCl和Al2O3。污泥经过酸洗后,燃烧反应速率有明显的提高,活化能降低,综合燃烧性指数提高。不同金属化合物对污泥燃烧的催化机制不同,对污泥着火性能的催化主要表现在金属促进了污泥中挥发性有机物的释放。金属对污泥燃烧催化的机理是金属充当氧的载体,加快氧气扩散速度,促进了氧的转移。     

不同极性荷电煤粉的热分析实验研究

依据电晕放电理论,阐述了煤粉荷电的机理,从化学键理论出发,分析不同极性荷电后煤粉表面化学结构的变化,是导致煤粉的堆放着火与燃烧特性发生变化内在因素。利用热分析燃烧试验,从着火点、反应速度最快时达到的温度、50%有机质燃尽时的温度、燃尽温度和燃烧特性指数等方面,综合评价不同极性荷电后煤粉与未荷电煤粉的着火与燃烧特性变化。试验结果证明:正电晕荷电煤粉可以强化着火和燃烧,负电晕荷电煤粉弱化多相着火和燃烧,荷电煤粉能强化均相着火,荷电高灰分煤粉是不利于其燃尽的。对于高硫烟煤和无烟煤,正电晕荷电煤粉的燃烧特性指数增大范围为10.5%～39.7%,负电晕荷电煤粉的燃烧特性指数减小范围为27.6%～45.2%。     

基于热重分析法的烟煤掺烧褐煤特性研究

针对电厂掺烧褐煤缺乏相关理论指导的技术需求,采用热重分析方法系统考察了包煤、准煤和褐煤的单独燃烧特性,并将两种烟煤分别以10%、30%、50%和70%的比例在相同条件下与褐煤混合燃烧,根据各燃料燃烧特征参数计算了单一煤种及其不同掺混比例的着火指数、燃尽指数和综合燃烧指数。结果表明,褐煤最易着火和燃尽;包煤着火特性较好,但在550~660℃范围内出现难燃峰致使燃尽特性变差;准煤的着火特性最差,燃尽特性略优于包煤;将包煤和准煤与褐煤掺混后燃烧特性有所改善,各燃烧特征温度降低,且综合燃烧指数随褐煤掺烧比例的增加而增加。建议在电厂实际应用时,褐煤的掺烧比例控制在30%-50%之间。     

煤与生物质掺混燃烧特性实验

为缓解煤炭资源紧张,在煤中掺烧生物质是一种很好的解决方式。本文利用综合热分析仪,在不同条件下,对煤(兰炭、神府烟煤、大同无烟煤)和生物质(大豆秆、小麦秆)以及二者混合物的燃烧过程进行了实验研究。结果表明:在一定范围内,随着生物质添加比例增大,兰炭的燃烧特征温度降低,综合燃烧特性指数增大;当生物质添加比例为50%时,混合样品的着火温度基本接近生物质的着火温度;升温速率增大,兰炭与大豆秆的掺烧向高温区移动,综合燃烧特性指数和燃尽特性指数增大。该实验结果对降低煤的着火温度以及改善煤炭资源紧张提供了依据。     

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。     

基于热重红外联用技术的不同煤种燃烧特性研究

采用热重红外(TG-DSC-FTIR)联用技术对锡盟褐煤、大同烟煤和阳泉无烟煤进行了煤粉燃烧特性试验,分析了煤化程度对燃烧特性、反应动力学特性以及气体产物释放过程的影响。结果表明:随着煤化程度的降低,煤粉的着火点和燃尽点降低,着火特性增强,燃尽时间缩短,TG-DTG-DSC曲线向低温区移动;随着煤化程度的降低,煤种的燃烧特性指数S、Sw、Rw和Cb增大,煤粉燃烧表观活化能降低,各项指标均表明锡盟褐煤的着火燃烧特性最好;随着煤化程度的降低,燃烧气体产物CO和CO2析出峰向低温区移动,析出峰的宽度变窄,燃烧气体产物释放时间缩短,CO与CO2的释放量之比下降,燃尽特性增强;煤中硫的赋存形态对SO2的析出特性具有重要的作用。     

Incoloy 800H合金在675℃蒸汽中的氧化机理研究

Incoloy 800H合金被用于我国首台高温气冷堆核电机组传热管高温段，其最高设计温度达到675℃，对其在设计温度下的蒸汽氧化性能进行研究，采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线能谱(EDS)等表征了Incoloy 800H合金的氧化层结构。试验结果表明：800H合金在675℃蒸汽中的氧化动力学曲线接近立方规律，氧化增重的立方与时间接近正比关系。氧化层呈双层结构，外层主要为Fe₃O₄和Fe₂O₃及少量Ni，内层为中间分布着少量金属Ni、Al₂O₃和TiO₂颗粒的Cr₂O₃纳米晶，在邻近氧化层的基体金属中，分布着Cr₂O₃、Al₂O₃和TiO₂内氧化颗粒。     

混煤掺混方式对其燃烧特性的影响研究

利用热重天平对燃烧性能相差较大的巩义金鼎煤和平煤天安煤及其混煤燃烧性能进行热重分析,对两种不同的掺混方式得到的混煤进行实验,分析了两种掺混方式下的混煤着火温度、燃尽温度,并对混煤的可燃性指数Cb、综合燃烧特性指数S、稳燃指数G进行了对比。结果表明:在相同升温速率、质量比的情况下,掺混磨制好的单煤粉获得混合煤粉的方式同掺混原煤后进行磨制获得混合煤粉的方式相比,其各项着火特性、燃烧特性都有改善。     

火电厂锅炉管道金属内壁氧化膜的影响因素研究

研究给水加氧处理前后锅炉管壁金属氧化膜生成情况,以确定不同温度范围内金属氧化膜的主要影响因素。分析和比较了给水全挥发处理（AVT）工况和加氧处理（OT）工况下,省煤器和水冷壁管氧化膜的特点;通过试验台和现场研究数据,探讨了锅炉高温段氧化皮生成与剥离的成因。研究结果表明,纯水中加入的氧气使热力系统低温段（300 ℃以内）金属表面生成了具有保护作用的棕红色Fe₂O₃膜,这层 Fe₂O₃膜需要连续供氧维持其稳定性;锅炉高温段受热面中18铬系列奥氏体不锈钢氧化皮剥落原因较为复杂,温度和材料本身应是主要影响因素。     

HM型等离子燃烧器多级燃烧特性数值模拟

用Fluent软件对HM型等离子燃烧器的点火燃烧特性进行了二维数值模拟，计算了煤粉空气混合物从等离子点火区到炉膛内主要断面的温度场、着火过程成分变化和煤粉进入炉膛初期的燃尽率等。结果表明：一级燃烧筒内的煤粉在离开等离子体点火区距离约D1（一级筒直径）的部位挥发分开始着火；一级燃烧筒中心线上的温度从点火区开始首先降低然后升高；二级煤粉在距离二级燃烧筒入口约2倍D2（二级燃烧筒直径）处开始着火，二级燃烧筒断面温度中部高四周低；三级煤粉在距离二级燃烧筒出口约2m处开始着火，并形成稳定的火球状火焰。计算结果还表明：燃烧器燃尽率较高，当形成稳定的火焰时，挥发分已经完全燃烧，碳的燃尽率达到46%以上。