昔阳无烟煤地下气化模型试验研究

为了探索无烟煤地下气化过程的基本规律，以及制定合理的工艺参数，测定了山西昔阳无烟煤反应活性，并进行了富氧地下气化模型试验；研究了不同富氧浓度下，温度场、出口煤气有效组分含量、热值、产气率及热效率的变化规律．试验结果表明，随着氧气浓度的增加，气化区温度升高，煤气中H2，CO含量增加，但当氧气浓度大于40％时，温度上升幅度增加，但煤气中有效气体组分含量上升幅度减小；添加水蒸汽后，才能提高H2，CO含量，并有效地控制气化炉温度，保持煤气热值的稳定；随着富氧浓度的提高产气率下降，气化效率在52．10％～75．09％之间。     

煤炭地下气化三维非线性动态温度场数值模拟

介绍了煤炭地下气化模型试验条件,通过对气化炉体内燃烧气化煤层温度场分 分析及对边界条件的概化和处理,建立了三维非线性动态温度场数学模型,阐述了模型参数的选取方法。和有限单元方法进行了求解,并对计算结果进行了分析,计算值和实测值的一致性表明对气化炉的煤层介质动态温度场的数值模拟是正确的。从而为进一步对煤炭地下气化过程进行定量研究,提供了必要的理论依据。     

低热值煤炭地下气化煤气的应用研究

经过对山东新汶矿业集团孙村煤矿煤炭地下气化中心的现场测试和实验研究，笔者获取了关于低热值地下气化煤气的大量数据。通过对地下气化煤气的热值、密度和燃烧势等性质参数的综合分析，得出了地下气化煤气的性质参数的变化情况，研究了地下气化煤气的应用理论依据，据此开发了适合燃烧这种煤气的工业燃烧器，分析了该燃烧器的特点和改进措施，并提出了地下气化煤气的应用方法和地下气化煤气的产生化应用前景。     

精馏炉炉膛内温度场不均匀的原因分析

针对锌精馏炉炉膛各检测点反映出的其上部温度偏高，下部温度偏低，上下温度偏差过大的实际问题，采用现场多点温度测试，结合炉膛内流场、浓度场、释热场和温度场数值仿真的方法对韶关冶炼厂二精馏系统进行研究；利用仿真结果中的流场和浓度场数据，统计出实测中无法得到的各次空气和煤气在南1号至南4号各喷口的流量。研究结果表明：仿真温度场结果和测试温度值与温度变化趋势较吻合，说明仿真模型合理，仿真手段可行；炉膛南侧空气严重过剩，炉膛北侧煤气相对过剩，这种空间空气和煤气流量不均衡是造成炉膛内温度上高下低的主要原因；要改良精馏炉工作环境，需要优化空气和煤气配比，实现温度场均匀化。     

低热值煤炭地下气化煤气的应用研究

经过对山东新汶矿业集团孙村煤矿煤炭地下气化中心的现场测试和实验研究,笔者获取了关于低热值地下气化煤气的大量数据.通过对地下气化煤气的热值、密度和燃烧势等性质参数的综合分析,得出了地下气化煤气的性质参数的变化情况,研究了地下气化煤气的应用理论依据,据此开发了适合燃烧这种煤气的工业燃烧器,分析了该燃烧器的特点和改进措施,并提出了地下气化煤气的应用方法和地下气化煤气的产业化应用前景.     

煤炭地下气化模型试验研究

本文介绍了在实验室内进行的两阶段煤炭地下气化法模型试验,主要研究两阶段地下气化法的可行性,以及产出煤气的热值、组份和气化速度等。试验结果表明,两阶段地下气化法是可行的,应用该技术可生产热值较高的煤气。本次模型试验得出的两阶段时间之比,与理论上的计算值基本一致。     

不同煤种地下气化特性研究

在地下气化模型试验及理论分析的基础上，研究了不同煤种的地下气化特性．比较了空气连续气化及纯氧．水蒸汽气化条件下的煤气组成，并从气化煤层升温速率、气化速率、煤气产率、气化效率等方面比较了不同煤种的地下气化特性．试验结果表明，煤种的不同组成决定了空气煤气中CO，H2，CH4含量的不同，鼓风量影响着空气煤气的组成．在适宜的汽氧比条件下，不同煤种纯氧，水蒸汽地下气化均可以获得中热值煤气。对于试验煤种，褐煤具有高的气化活性、气化速率及低的煤气产率，其纯氧-水蒸汽气化效率达87％，最适于地下气化；瘦煤地下气化，气化煤层温度上升缓慢，其气化活性较低，气化速率变化平缓，纯氧-水蒸汽气化效率为74％，但气化过程稳定，且具有高的煤气产率，可以进行地下气化；气肥煤煤层升温速率最快，煤气产率仅次于瘦煤，但在煤挥发分析出后，气化速率减小，气化稳定性变差。     

煤炭地下气化三维渗流数学模型的研究

研究了煤炭地下气化流体非线性能流运动特征,在模型试验的基础上,通过对气化发生炉体风煤层燃烧气化过程中渗流场分布和变化规律的分析,建立了三维非稳定线性渗流数学模型,阐述了主要模型参数的选取方法,用有限单元法对数学模型进行了求解,并对模拟计算结果进行了分析和讨论,计算值和实测值基本相符合,证明了对气化炉的渗流场的数值模拟是可靠的。     

倾斜煤层煤炭地下气化模型试验研究

为了认识倾斜煤层煤炭地下气化特征和规律性 ,藉助多功能模型试验台 ,对倾斜煤层进行了模型试验研究 .简述了煤炭地下气化多功能模型试验台结构 .介绍了脉动气化、水蒸汽气化、富氧水蒸汽气化及返流气化方法 ,研究了产出的煤气热值、组份和气化速率 ,并对试验结果进行了讨论与分析 .试验结果表明 ,脉动气化在一定程度上可改善煤气质量 ,采用水蒸汽气化方法 ,能够生产高热值水煤气 ,富氧和返流气化未能明显改善出口煤气质量 ,但能够迅速提高气化炉体的温度 .与急倾斜煤层相比较 ,倾斜煤层尚不能提供有效的渗流燃烧的气化条件 ,因而影响着煤气质量的提高     

高水分褐煤固体热载体部分气化质量平衡和热量平衡分析计算

通过干馏和气化过程产物的加和计算，得到煤气的组成，数量和热值等气化指标；由部气化过程的质量平衡，得到了带出物数量及其含碳率与床层含碳率的关系式；由总气化过程的热量平衡，得到了冷煤气效率和气化热效率等经济性指标。     

Gas seepage equation of deep mined coal seams and its application

In order to obtain a gas seepage law of deep mined coal seams, according to the properties of eoalbed methane seepage in in-situ stress and geothermal temperature fields, the gas seepage equation of deep mined coal seams with the Klinkenberg effect was obtained by confirming the coalbed methane permeability in in-situ stress and geothermal temperature fields. Aimed at the condition in which the coal seams have or do not have an outcrop and outlet on the ground, the application of the gas seepage equation of deep mined coal seams in in-situ stress and geothermal temperature fields on the gas pressure calculation of deep mined coal seams was investigated. The comparison between calculated and measured results indicates that the calculation method of gas pressure, based on the gas seepage equation of deep mined coal seams in in-situ stress and geothermal temperature fields can accurately be identical with the measured values and theoretically perfect the calculation method of gas pressure of deep mined coal seams.     

燃烧参数对炉内温度场、流场和浓度场的影响

对天然气在高温蓄热式加热炉中的燃烧技术,运用Fluent软件通过数值模拟进行了研究.主要分析了影响炉膛内气流流动和温度分布的因素.研究结果表明:气流的相对速度对加热炉炉膛内的温度分布有很大的影响.天然气射流和空气射流的相对速度越小,加热炉内的高温区域越大,而且炉膛内的平均温度愈高,炉内的温度均匀性愈好;当空气的预热温度不变时,仅提高天然气的预热温度,炉内的最高温度和平均温度会随之提高;当空气的温度比较低时,随着天然气的预热温度的升高,燃烧产物中NO的浓度呈指数规律升高;当空气的预热温度升高时,NO的浓度随天然气的预热温度的升高呈指数规律降低.     

TGNET软件在辽河油田双6储气库中的应用

TGNET软件是一款历史悠久的输气管道模拟软件,可以模拟单管输送简单模型,也可以模拟多气 源、多循环管网、多压缩机、多阀门等在内的复杂技术系统,已经在全世界得到了广泛运用。为了使TGNET软件在 天然气输气管道运营中更好地发挥指导作用,利用TGNET软件对双6储气库实际生产情况进行了模拟。模拟过程 包括:建立集输管网模型;确定模拟时选用的气体模型、气体状态方程及摩阻系数公式,并输入气源、采气管线、集注 站基本参数;启动模拟并输出结果。根据模拟结果,对双6储气库模拟压力和实测压力进行了对比。对比结果表明, TGNET软件的模拟结果与实际生产压力的相对误差小于4.3%,TGNET软件适用于辽河油田双6储气库的实际生 产情况。     

Method of calculation of a methane concentration field in gob areas with a known velocity field based on the model of stream tubes

The control equations of gas concentration field in gob areas with a known velocity field are partial differential equations with variable coefficients, whose traditional mathematical calculation methods are very complex. A numerical simulation method can be used to calculate the gas concentration field, but it also needs considerable amounts of computer resources and the relations of gas concentration at different points of the gob area are undefined. Based on the model of stream tubes, the conservation equations of mass and gas components within the stream tube are used to deduce the equations of a gas concentration field in a gob area with a known velocity field. This method of calculation of a gas concentration field is applied in a gob area with a U-type ventilation working face, which suggests that this new method has the virtue of exact calculations is simple to operate and has a clear physical interpretation.     

温湿度梯度耦合作用下室内燃气泄漏模拟研究

以非平衡统计热力学和不可逆热力学为理论依据,建立温度梯度和湿度梯度耦合情况下扩散模型,结合受限空间内燃气泄漏扩散模型,建立多因素耦合作用下燃气泄漏扩散数学模型,并运用Matlab软件对室内燃气扩散过程进行了模拟分析。通过分析得到了温度和湿度梯度对燃气泄漏扩散的影响规律以及耦合作用下对燃气泄漏扩散的影响规律。研究结果将为燃气扩散规律的研究及事故发生时人员及时安全的进行撤离提供参考。     

Temperature field simulation of gob influenced by atmospheric pressure

The current temperature field model of mine gob does not take the boundary conditions of the atmospheric pressure into account, while the actual atmospheric pressure is influenced by weather, so as to produce differences between ventilation negative pressure of the working face and the negative pressure of gas drainage in gob, thus interfering the calculated results of gob temperature field. According to the characteristics of the actual air flow and temperature change in gob, a two-dimensional temperature field model of the gob was built, and the relational model between the air pressure of intake and outlet of the gob and the atmospheric pressure was established, which was introduced into the boundary conditions of temperature field to conduct calculation. By means of analysis on the simulation example, and comparison with the traditional model, the results indicate that atmospheric pressure change had notable impact on the distribution of gob temperature field. The laboratory test system of gob temperature field was constructed, and the relative error between simulated and measured value was no greater than 9.6%, which verified the effectiveness of the proposed model. This work offers theoretical basis for accurate calculation of temperature and prediction of ignition source in mine gob, and has important implications on preventing spontaneous combustion of coal.     

基于叠加原理的气体浓度场数值计算方法

以线性偏微分方程叠加原理为基础,介绍了一种数值计算具有复杂边界条件和源项的气体浓度场的新方法.忽略浓度场对速度场的影响,则已知速度场的组分输运方程为线性对流扩散方程,可以应用线性叠加原理.首先将具有复杂边界条件和源项的浓度场问题分解为若干具有简单边界条件和源项的浓度场问题,然后对每个简单浓度场问题做一次数值模拟,获得其数值解,最后通过叠加这些简单浓度场的数值解,就可以求出复杂浓度场问题的解.该方法的应用可以达到减少数值试验数量、节约计算时间的目的.     

混烧锅炉富氧燃烧的数值模拟

富氧燃烧会对煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内的燃烧特性产生重要影响。以130 t/h煤粉和高炉煤气混烧锅炉为研究对象,采用Fluent流体力学软件,对助燃气体（O_2/N_2）在3种不同氧气体积百分数（21%,23%,27%）工况下煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内的燃烧过程进行数值模拟。模拟得到3种工况下：炉内的温度场分布,烟气流场特性,火焰长度。模拟结果表明：随着氧气浓度的增加,燃料着火速度更快,燃烧更稳定,出口烟温逐渐降低,炉内烟气流速逐渐减少,强化了炉内传热效果,提高了锅炉热效率。     

中厚板堆冷温度场有限元模拟

利用ANSYS分析软件模拟中厚板16MnR堆冷的温度场,采用JMat—pro软件计算热物性参数,通过试块实测温降曲线来校正模型。结果表明：试块的模拟结果和实验结果吻合较好,计算值和实测值的差小于12℃。把校正后的模型及各项参数应用于实际生产过程中的堆垛预测,如中厚板16MnR堆垛1m,环境温度为25℃,精整拆堆时要求心部温度200℃以下,所需要的参考堆垛时间至少为33h;堆垛1．5m至少需要43h。