若干煤粉燃烧的设计思想分析

我国电站锅炉现阶段在燃料品质、燃烧经济性和环境保护等方面面临着新挑战,而煤粉燃烧器是解决这些问题的关键设备.根据煤粉气流的着火过程和稳燃机理,阐述了燃烧器设计中组织好煤粉颗粒多级浓缩和逐级着火的重要性,是新型燃烧器设计原则的重要内容.对我国所使用的若干稳燃能力强的直流和旋流煤粉燃烧器的结构及其工作原理进行剖析,说明了这些燃烧器煤粉气流组织过程中的设计思想和特点,论证了上述观点的正确性,同时例举了组织多级浓缩和逐级着火的具体措施,并对一些可能的改进进行了讨论.期望对现有燃烧器设计思想的总结和分析有利于新型燃烧器的研发.     

海水西调用于火力发电的研究

分析了海水由渤海西调用于冷却我国北方众多的空冷火电机组的可行性.计算表明,如果全部利用海水来冷却我国已投运和将投运的空冷火力发电机组,则每年可以节省标煤近800万t,减少CO_2排放2000多万t,同时能够向当地大气蒸发水汽10亿多t,获取粗盐3 000万t以上,经济与生态效益显著.海水西调远期效益包括缓解我国西北土地荒漠化现象,增加可利用土壤面积,降低沙尘暴发生频率等.     

铁氧化物在流化床温度和CO气氛下的形态迁移及其对NO催化还原

利用小型固定床实验台实验研究了铁氧化物在典型流化床温度和CO还原性气氛下的形态迁移及其生成物对NO的催化还原作用,采用分级还原结合X射线衍射（XRD）表征分析,确定铁氧化物与CO和NO反应后生成物的价态及各种铁氧化物对NO的还原机制。结果表明,Fe₂O₃在实验条件下可依次被CO还原为Fe₃O₄、FeO和单质铁,反应过程中随着还原度的增加,还原速率逐级下降,从Fe₂O₃还原到Fe₃O₄的速率最高,FeO还原到Fe速率最低,在实验温度范围内,床温升高有利于提高Fe₂O₃到Fe₃O₄的还原速率和还原度。不同形态的铁氧化物对NO的催化还原特性不同,Fe₂O₃及其部分还原后生成的Fe₃O₄都不能直接与NO反应,Fe₂O₃对CO催化还原NO的效果很弱,而Fe₃O₄对CO还原NO的反应却有很强的催化作用,而进一步还原生成FeO与单质铁还可直接与NO反应。     

甲醇-空气层流火焰速度的数值研究和预测模型

收集总结分析了现有的甲醇层流火焰速度的实验数据,比较了三种典型的描述甲醇氧化的详细化学反应机理(Li机理、USC Mech-Ⅱ和Burke机理)对层流火焰传播速度的预测精度。结果表明三种机理均能定性反映甲醇层流火焰速度的变化规律,但在富燃料侧,机理计算值明显高于实验结果。反应动力学分析表明甲醇脱氢反应对层流火焰速度的影响至关重要。根据文献中的最新成果,修正了Li机理中甲醇脱氢反应的速率常数,提高了Li机理对甲醇-空气层流火焰速度的预测精度。针对工程需求,给出了两个甲醇层流火焰速度的快速预测模型,经过校核,所提出的预测模型能够较为准确地预测不同初始温度和压力下甲醇层流火焰速度。     

基于传热系数的高温循环流率测量方法研究

循环物料流率是循环流化床锅炉中重要的设计和运行参数,但其热态在线测量一直是难点。基于换热原理进一步改进和完善了在线测量循环流率的方法,通过热态试验研究了影响高温颗粒与管壁之间传热系数的因素,并且利用热态试验数据和Borodulya等提出的对流传热系数预测模型进行了关联式推导,从而将传热系数和颗粒流率相关联。结果发现,传热系数的影响因素包括颗粒流率、颗粒温度、颗粒粒径等;热态试验测量得到的物料流率值与预设值的误差在±25%内;在实际流率工况下,该方法可以将物料流率和传热系数一一对应,在较宽的流率变化范围内都具有良好的预测能力。根据研究结果,测量中传热系数确定后,由计算模型可以获得物料流率,即实现高温物料流率的测量。换热法测量循环流率的原理简单,成本低廉,通过研究进一步提升了其实用性,在循环流化床锅炉的循环流率测量领域具有广阔的应用前景。     

水热处理过程中伊敏褐煤微观结构的演变规律

褐煤水热处理可以脱除有害元素,降低n(O)/n(C)比,提高煤阶,有利于煤的洁净利用。利用高压反应釜对褐煤进行水热处理,采用拉曼光谱(Raman)和傅立叶红外光谱(FTIR)对处理后的煤样的化学结构进行分析,探索了不同温度水热处理后煤样微观结构的演变规律。结果表明:150℃水热处理时部分含氧官能团脱除,同时,部分脂肪族侧链断裂及不稳定大分子芳环结构分解形成小分子芳环结构,部分CO分解形成各类醚和羟基;当水热温度升至200℃,处理后褐煤的芳香度指数(R)和芳香结构稠合指数(DOC)上升,表明煤内缩合结构增加,同时,缺陷结构和杂环被去除,大分子芳环结构相对增加,CO大量分解;水热温度继续升高至250℃,褐煤发生氢转移反应导致脂肪族侧链增加;当水热温度达到300℃时,褐煤的芳环结构被破坏,交联结构和无定形碳增加。     

煤粉细度对NO_x生成的影响

利用平面携带流反应器模拟煤粉在炉膛中燃烧的高温环境,研究了不同煤粉细度下NO_x的沿程分布,并研究了煤粉体积分数对NO_x生成的影响.研究结果显示,对于相同细度的煤粉,NO_x体积分数随着高度的增加呈现先增加后下降的趋势.煤粉细度的减小明显降低了NO_x体积分数,而煤粉体积分数的增加会导致NO_x体积分数增加.基于实验中得到的煤粉细度与NO_x排放的关系,对减小煤粉细度进行了经济分析,并对传统的煤粉经济细度定义进行了讨论和修正.     

循环流化床燃烧技术的研究展望

提出了目前循环流化床燃烧技术主要研究方向．对煤种多样性的燃烧效率、超临界参数条件下的水循环、大床截面条件下的颗粒和气体在气固两相流中的扩散、循环流化床条件下的污染物排放及脱除、边壁区流动问题等进行阐述,以期对循环流化床燃烧技术的发展有所帮助。     

基于魏格纳分布的鼓泡流化床中结焦早期诊断

An experimental verification is reported on the early predicting index of agglomeration in bubbling fluidized bed. Coarse quartz sand, which has the same density but larger diameter than the bed material, was used to simulate the initial agglomerated particle. Wigner distribution was used to analyze the pressure fuctuation of the tested bed, and the average amplitude of local domain frequency （LDF） and local peak weighted average frequency （LPWA） under different operating conditions were measured and compared. The results showed that the LDF is sensitive to the agglomeration phenomena and had quick response to the incipient agglomeration in fluidized beds. It can be concluded from the results that these two parameters could be taken as the characteristic indexes to the agglomeration in fuidized beds.     

基于平衡常数法的Texaco气化模型

分析了Texaco气化技术的特点，建立了基于多个化学反应的平衡常数法的气化模型．在模型中，根据组分平衡、化学平衡和能量平衡，利用平衡常数法，可以由燃料性质和运行条件计算出口气体化学成分，得到了Texaco气化炉的一维模型．并通过实验数据，对模型进行了校核讨论．结果表明，模型计算值和实验值吻合得较好．