O_(2)/N_(2)和O_(2)/CO_(2)气氛下煤半焦-生物质的混燃特性及影响因素

为掌握煤半焦与生物质在O_(2)/N_(2)和O_(2)/CO_(2)条件下的混燃特性及其影响因素,采用全自动物理化学吸附仪获得了煤半焦-生物质混合燃料的孔隙结构,采用热重实验分析了两种燃料的混燃特性和反应动力学,通过多元线性回归法研究了燃料比、比表面积与混燃特性参数之间的关系。结果表明,O_(2)/N_(2)气氛下,掺混生物质可改善煤半焦的着火、燃尽及综合燃烧特性;O_(2)/CO_(2)气氛下,掺混生物质能改善煤半焦的着火特性,但会延迟其燃尽。混燃的活化能在低温区和高温区有显著差异,生物质掺混比增大,两个温区的活化能都降低;两种气氛下,低温区的活化能相近,但O_(2)/CO_(2)气氛下高温区的活化能显著高于O_(2)/N_(2)气氛下的。O_(2)/N_(2)气氛下孔隙结构对燃烧特性的影响更显著,而O_(2)/CO_(2)气氛下燃料比对燃烧特性的作用更显著。

吸收-压缩热泵回收高水分杂醇烟气余热研究

为了处理煤化工过程中产生的有害副产杂醇并回收热能,本文设计了一台以杂醇为燃料的热水锅炉,并在锅炉尾部加装了一种新型吸收-压缩复合热泵来回收烟气余热,通过Aspen Plus软件对热泵回收烟气余热流程进行模拟。结果表明杂醇烟气蕴含丰富潜热,采用该新型热泵能实现余热有效回收,额定工况下能使锅炉热效率提高11.01%。进一步研究了压缩机压比、回水温度和锅炉负荷对热泵性能的影响,并提出分别基于节能和碳减排效果的热泵性能系数COP_(a)和COP_(e)来全面分析热泵的运行性能。结果发现在压比为9.6时热泵COP_(a)和COP_(e)最高,且在压比小于9.6时,热泵性能会受回水温度升高的影响较大。随着锅炉负荷的增大,热泵系统的COP_(a)和COP_(e)先增大后减小。本文研究可为高水分烟气余热的深度回收和新型复合热泵的应用提供一些理论依据。

油菜轮作绿色高产栽培技术

制定合理轮作制度,可以减少油菜栽培土壤中的病原微生物数量,降低农作物生长发育阶段病虫害的发生流行率。该文结合实际工作经验,介绍了油菜轮作绿色高产栽培技术,旨在为相关从业人员提供参考。

燃煤锅炉掺氨燃烧研究进展

将零碳燃料氨在燃煤锅炉中进行掺烧,是极具潜力的电力系统低碳化改造路径之一,对我国“双碳”目标的实现具有重要意义。由于氨与煤的理化特性迥异,掺氨燃烧将对燃煤锅炉的运行造成一系列影响。本文总结国内外相关研究,从氨燃料特性出发,简述了氨燃烧增强策略,分析了掺氨对燃煤锅炉传热、燃烧及NO_(x)排放、受热面安全、锅炉效率及[火用]效率的影响,最后对燃煤锅炉掺氨燃烧的研究进行了展望。研究表明,氨在储运成本及安全性方面具有优势,但其燃烧特性与氢气、天然气等气体燃料相比存在差距,可通过与挥发分共燃、富氧燃烧、燃料预热等策略实现氨燃料的稳定着火及燃尽,而这些策略在燃煤锅炉中均可较方便地实施。掺氨比例越高,炉内辐射传热量降低,对流传热量增加。在空气分级条件下,若燃烧组织得当,掺氨燃烧后NO_(x)排放甚至不升反降。此外,燃煤锅炉掺氨燃烧可能会加剧尾部受热面的低温腐蚀,系统[火用]效率性也略有降低。未来,氮氧化物的生成机理与预测模型、氨煤掺烧锅炉炉内的多场耦合机制等将是燃煤锅炉掺氨燃烧领域研究的重点方向,相关数值模拟子模型的完善以及中试以上规模燃煤锅炉掺氨燃烧的工程验证也亟待开展。

基于清洁供热技术组合的厂区综合能源解决方案算法研发

工业生产中的耗能特征非常复杂,用能种类较多且负荷波动较大。目前厂区供能方案的设计方法比较粗糙,大多情况下供能设备和用能负荷难以精准匹配,不能给出供能设备详细的运行策略,无法满足目前能源精细化管理的发展需求。本文以混合整数二次规划(MIQP)模型为核心算法开发了一套基于清洁供热技术组合优化的厂区综合能源解决方案算法。算法包含了厂区负荷预测模型、供能设备与技术模型、设备初筛与技术组合方案初筛模型以及核心优化算法模型。本文开发的算法依托Matlab平台,可以在(动态)满足全厂全年的(热/冷/电)负荷的条件下,提供最低综合供能成本解决方案,输出各个设备的运行策略。

高原锅炉运行性能及设计方法的研究进展

基于高原锅炉运行及设计相关的理论和工业实践研究,分析了锅炉在高原运行时,气压降低对锅炉性能造成的影响;介绍了目前高原锅炉设计、制造和优化运行技术的研究进展;最后给出了开展高原锅炉高效清洁运行相关技术研究的建议。

高原锅炉燃料燃烧和烟气特性的研究与进展

基于对高原锅炉的研究、实践,分析了低气压条件下固体、液体燃料燃烧特性与烟气传热特性,针对已有研究的不足以及锅炉热效率低等问题,给出了完善高原锅炉的设计、制造与运行研究的建议。

O_2/CO_2燃烧条件下NO_2还原特性的实验研究

为探究O_2/CO_2燃烧条件下NO_2的还原特性,利用固定床反应实验系统,研究了温度、矿物质、灰分以及反应气氛变化对NO_2还原行为的影响规律与作用机理。实验结果表明:NO_2的还原率随反应温度升高而增大,当反应温度大于873K时,NO_2还原反应显著加快;反应温度为1 073K时,NO_2还原率达到90%以上。煤灰中主要的矿物质成分对NO_2还原过程表现出催化促进作用,相应矿物质催化NO_2还原的活性顺序为Fe2O3>MgO>CaO>Al2O3>Na2CO3>K2CO3>SiO_2。准东煤灰中活性矿物质成分含量较高,煤灰对NO_2还原的催化活性顺序为五彩湾煤灰>天池煤灰>灵新煤灰。此外,O_2/CO_2燃烧气氛中CO体积分数的增加会促进NO_2的还原,高体积分数的CO_2对NO_2的还原有明显的促进作用,而O_2体积分数的增加会在一定程度上抑制NO_2的还原。动力学分析结果表明,O_2/CO_2燃烧中局部高体积分数CO降低了NO_2还原的表观活化能,从而能够促进NO_2的还原。

气氛及硅铝添加剂对高碱煤灰成分转化特性的影响

高碱煤在燃烧过程中极易出现严重的积灰结渣问题,同时富氧燃烧是一种有利于CO_(2)减排的燃烧技术,然而关于富氧燃烧气氛对高碱煤灰组分演化行为的影响机理尚不明晰,且以往研究在利用FactSage计算煤灰的转化特性时往往采用高温灰成分作为研究基准,无法准确研究在低温下煤中无机物的转化行为。基于高碱煤等离子低温灰的成分特性,通过FactSage模拟研究了富氧燃烧中灰成分的演化行为,同时对气相中元素的分布规律,O_(2)体积分数对灰中物质组成的影响及硅铝添加剂对灰演变行为的影响进行了探索。研究结果表明:当温度为600℃时,O_(2)/CO_(2)气氛更有利于Cl的挥发。气相中的氯化物及硫酸盐类可能在低温下凝结在灰颗粒表面,从而加剧高碱煤的积灰结渣问题。五彩湾煤灰中的Ca,Na,Al氧化物在200℃就发生反应生成Na_(2)Ca_(3)Al_(16)O_(28),且随着温度的升高Na_(2)Ca_(3)Al_(16)O_(28)逐渐消失,可能生成复杂的低温共熔体。富氧气氛下O_(2)体积分数变化对五彩湾煤灰组分转化没有显著影响。富氧气氛中高浓度的CO_(2)会促进灰中物质的碳酸化,出现较多的Ca_(5)Si_(2)O_(7)(CO_(3))_(2)和CaMg(CO_(3))_(2),但对Na_(2)SO_(4),CaSO_(4)等硫酸盐的影响较弱。硅铝添加剂的加入会降低反应产物中的CaCO_(3)含量,但对CaSO_(4)的赋存影响较小。

活化温度对低阶煤基超容炭材料微晶结构特性的影响

以富油煤这一代表性的低阶煤为原料,采用KOH活化法,将富油煤与KOH按照质量比1∶2混合,在活化温度分别为600℃,700℃,800℃及900℃的条件下制备煤基超容炭材料,并使用高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)对煤基超容炭材料进行观测,得到煤基超容炭材料的微晶结构特征参数分布图像,图像经傅立叶变换-反傅立叶变换以及二值化、骨架化等处理,得到煤基超容炭材料微晶结构特征参数分布的定量数据。将不同活化温度下制备的煤基超容炭材料微晶结构特征参数的定量数据进行对比研究,结果表明:在活化温度分别为600℃,700℃,800℃及900℃时制备的煤基超容炭材料的晶格条纹长度平均值分别为0.73 nm,0.77 nm,0.86 nm及0.88 nm;在活化温度分别为600℃,700℃,800℃及900℃时制备的煤基超容炭材料晶格条纹,分别有52.52%,42.11%,48.35%以及56.09%分布在60°~105°晶格条纹角度范围内;分别有70.23%,66.86%,61.29%及59.70%分布在0.10~0.25的曲率范围内;在活化温度分别为600℃,700℃,800℃及900℃时制备的煤基超容炭材料分别有9.16%,10.68%,8.17%及11.99%的堆垛形成。可见随着活化温度的升高,晶格条纹平均长度增大,且晶格条纹取向趋于一致,较小(0~0.10)和较大(0.25~0.35)曲率的晶格条纹占比增多,堆垛数呈现增多趋势。

风机选型与炉膛结构对高原燃气锅炉燃烧状况影响的数值模拟研究

为了改善高原燃气锅炉运行时出现的出力不足与热效率下降等问题,本文采用数值模拟方法研究了高原条件下风机选型对燃气锅炉炉内燃烧状况的影响,进一步结合热力计算方法开展炉膛结构优化方法研究。结果表明:风机压头与流量不变时,炉膛前中部平均温度随海拔升高逐渐降低,而炉膛后部平均温度随海拔升高先升高后降低。风机修正后,高原地区供氧质量与平原地区一致,炉内平均温度随海拔升高而增加;相同海拔条件下,风机修正后的炉内平均温度高于风机不变时。“瘦长型”锅炉的NOx排放略高于原锅炉,但炉内温度水平与原锅炉较为接近。综合来看,“瘦长型”锅炉的高原运行性能优于原锅炉与“粗短型”锅炉,对高原燃气锅炉炉膛结构优化时可以选择该种炉型作为炉型优化方向之一。

基于机器学习和数值模拟的锅炉水冷壁热流密度分布预测模型

为保证广泛参与调峰的燃煤机组的受热面特别是水冷壁的安全运行,本文研究某600 MW超临界直流锅炉的水冷壁热流密度。首先,采用数值模拟的方法,计算选定工况下的水冷壁热流密度分布,并将其作为机器学习的样本数据;其次,通过皮尔逊相关性分析和近邻成分分析,确定特征子集;第三,利用贝叶斯优化结合交叉验证的方法优化支持向量机、提升树和决策树3种算法;最后,基于优选的支持向量机算法并利用LIBSVM工具箱,建立水冷壁热流密度分布预测模型。研究结果表明:煤质参数、给煤量、总风量、一次风量、二次风量、二次风温、燃烧器摆动角度、SOFA风摆动角度、二次风速以及水冷壁网格单元几何中心坐标y和z共11个特征可以作为水冷壁热流密度预测模型的输入变量;贝叶斯优化后的支持向量机模型的框约束为19.53,核尺度为0.80,综合考虑样本容量和预测性能,选用支持向量机模型预测锅炉水冷壁热流密度;水冷壁热流密度分布预测模型在训练集上的均方误差和决定系数分别为0.0392和0.8496,模型在测试集上的均方误差和决定系数分别为0.0077和0.9797,该模型具有较高的预测精度和较强的泛化能力。

低气压条件下甲烷预混燃烧CO和NO生成机理研究

为研究低气压条件对甲烷预混燃烧中CO和NO_(x)生成特性与生成路径的影响,采用Chemkin软件进行详细数值模拟研究。通过采用Python语言自编程序调用最新光谱数据计算普朗克平均吸收系数,并导入Chemkin软件中来提升辐射传热的计算精准度。结果表明:采用Konnov0.6化学反应机理与所提出的辐射模型中普朗克平均吸收系数计算方法可以准确预测低气压条件下甲烷燃烧的温度、NO和OH质量浓度分布;随着气压的降低,甲烷与空气预混燃烧时炉膛前部温度逐渐降低,而炉膛后部温度逐渐增加;气压降低导致CO生成速率增加和消耗速率减小,两者共同作用导致CO生成量增加和燃尽率降低;甲烷与空气预混燃烧生成的NO主要来自快速型和NNH型,且快速型和NNH型路径的贡献随着气压降低略有增加。

高原燃气锅炉炉膛出口烟温热力计算方法研究

炉膛出口烟温是锅炉设计、校核的重要参数,但目前常用的热力计算方法应用于高原燃气锅炉炉膛出口烟温的计算均有一定局限性,有必要开发适用于高原地区燃气锅炉的热力计算方法。以WNS2-1.25-Q型燃气锅炉为研究对象,基于数值模拟和热力计算相互对比验证的方法,探究了现有热力计算方法用于计算高原燃气锅炉炉膛出口烟温的准确性,进一步分析了海拔高度变化对炉膛出口烟温、辐射换热量和对流换热量的影响。结果表明:相关文献报道中均未给出苏联73标准和《燃油燃气锅炉》一书中简化方法中的核心系数M和C的选取准则,直接应用于高原燃气锅炉炉膛出口烟温的计算有一定的局限性,且和数值模拟结果相比偏差较大;炉膛传热基本方程计算的炉膛出口烟温和模拟值的变化趋势一致,且二者最大偏差在1.5%以内,该热力计算方法可为高原燃气锅炉的设计和优化提供参考;随着海拔的升高,炉膛出口烟温升高,辐射换热量降低,对流换热量升高。

高效环保新型起重冶金电机试制总结

首先介绍了高效环保新型起重冶金电机—YZR3系列起重冶金用绕线转子三相异步电动机的设计依据、使用范围、产品的先进性及产品的结构。然后着重对产品主要性能试制结果分别进行分析并对试制过程中的关键零部件的试制情况及出现的问题进行说明并提出建议。

携带流燃烧时SCR催化剂碱金属失活机理研究

采用携带流燃烧法研究了不同的碱金属种类、碱金属浓度、K和Na混合对催化剂脱硝活性的影响,并通过多种物理化学表征方法对催化剂碱金属失活机理进行了分析。结果表明,碱金属K、Na使得催化剂失活机理类似,且K盐对催化剂的失活效果要强于Na盐,Cl^-、SO_4^(2-)、CO_3^(2-)三种阴离子使得催化剂脱硝活性降低的能力顺序为:Cl->SO_4^(2-)>CO_3^(2-);掺烧碱金属使催化剂失活后,催化剂表面有所掺烧的碱金属盐沉积,并堵塞表面孔道,造成比表面积下降。催化剂碱金属失活后其表面活性成分V的含量大幅下降。