在线检测中不同形状煤粉颗粒的流动特性

基于图像识别技术在煤粉二值化图像中进行煤粉颗粒基本特征的提取;建立煤粉颗粒和在线检测装置的三维几何模型;设定气固两相的模拟参数及边界条件后,采用CFD-DEM耦合方法模拟煤粉的气固两相流动,进行气相速度场的分析以及颗粒相的流动分析,研究颗粒的扩散机理,获得颗粒相的速度场和体积分数的分布,归纳出颗粒的流动特性。结果表明:气相在主流通道内流动比较均匀,沿管径增大方向流速逐渐减小;在检测通道内有比较明显的旋涡生成,湍流卷吸效应影响了煤粉颗粒影像的清晰度;形状规则的球形颗粒更易偏离主流流动方向,形成颗粒沉积;形状不规则的颗粒受气力输运作用影响较大,大部分在煤粉气流主流通道内流动;在颗粒受湍流卷吸效应偏离主流流动通道后,粒径较小的颗粒更易运动至检测通道两侧检测元件附近从而影响检测效果。

环氧砂浆的三种非过流面耐磨性测试方法适用性分析

阐述了现有的非过流面耐磨性测试方法对环氧砂浆不适用的原因。通过调整三种测试方法的参数,绘制相应的磨损量-磨损时间(转数)曲线图,结合机械磨损理论的磨损过程图,分析三种非过流面耐磨性测试方法对环氧砂浆的适用性。最后,对三种非过流面耐磨性测试方法做出调整并进行适用性评价。

基于图像识别技术的煤粉细度测量

煤粉细度是影响锅炉燃烧的重要参数。从某600 MW机组锅炉的15根粉管中采集了煤粉样品,利用筛分法和图像识别法2种方法进行了对比测量。结果表明,图像法与筛分法的R_(90)值绝对误差最大为-2.73%,相对误差平均值为1.97%,R_(75)值绝对误差最大为3.80%,相对误差平均值为8.60%。图像识别法还能得到煤粉颗粒的粒径分布。C磨煤粉粒径主要分布在40~80μm,D磨和E磨则主要分布在55~100μm和40~80μm。

1000MW超超临界机组双切圆锅炉NO排放特性的数值模拟

对一台1000MW超超临界机组双切圆锅炉的燃烧过程进行数值模拟,分析过量空气系数、AA风率、燃烧器投运方式及锅炉负荷等因素对NO排放的影响特性。计算与分析结果表明:燃烧过程中,炉膛内形成2个旋向相反的椭圆形流场。在炉膛下部,温度场与流场表现出很好的协同性。随着高度的增加,温度场与流场的协同性不断减弱;根据NO浓度沿炉高方向的变化规律,可以将炉膛沿炉高分为浓度迅速升高、浓度迅速下降和浓度缓慢上升3个区段;过量空气系数越小,NO排放越少;AA风率越高,炉膛出口NO排放越少;燃烧器的投运方式是影响NO生成的一个关键因素,在各负荷下,与投入上部燃烧器相比,投入下部燃烧器时NO排放量少。

基于支持向量机与数值法的W火焰锅炉多目标燃烧优化及火焰重建

对一台300 MW机组W火焰锅炉进行研究,采用最小二乘支持向量机,建立了炉内燃烧温度、污染物生成以及飞灰含碳预测模型;并进一步结合遗传算法,建立了运行优化模型,实现了燃烧过程炉内火焰形貌的重建。研究结果表明所建燃烧预测模型能较准确地预测煤粉的燃尽程度、NOx排放,炉内火焰的形态、火焰中心位置以及火焰的温度水平。优化目标不同,得到的运行条件有显著差别。随负荷的不同,针对不同优化目标得到的运行参数的差别也不相同。以燃尽为优化目标得到的优化运行工况炉内火焰温度高于以控制NOx为优化目标的炉内火焰温度。

混煤燃烧特性的热重试验研究

对不同配比下由烟煤、无烟煤和褐煤掺混得到的混煤的燃烧性能进行了热天平试验研究 ,对不同配比下混煤的活化能进行了计算 ,并根据活化能与着火温度随掺混比的变化规律对混煤的着火特性进行了探讨 ;此外根据不同掺混比下煤样的试验数据 ,从阿累尼乌斯定律出发 ,提出了表征煤在着火后燃烧速度和燃烧稳定性指数 HF,对不同配比下煤的 HF 进行了计算 ,并据此对混煤的稳燃及燃尽性能进行了研究。图 1 1表2参

W火焰锅炉结构效应对火焰影响的数值模拟

定义锅炉本体结构所导致的火焰中心偏置为锅炉的结构效应。对2台使用不同类型燃烧器的W火焰锅炉的煤粉燃烧过程进行数值模拟,分析燃烧器类型、二次风配风方式与结构效应对火焰中心偏置的协同作用规律。计算与分析结果表明:折烟角与水平烟道强迫高温烟气流动方向改变,影响到炉膛内烟气压力分布,致使火焰中心偏向前墙;降低拱部燃烧器出口气流的旋流强度,火焰中心显著下移;从前后墙送入的二次风可有效平衡锅炉的结构效应,提高前后墙送入的二次风量可有效控制火焰中心向前墙的偏移。

无烟煤与烟煤混煤燃烧性能的热重实验研究

利用热天平对由燃烧性能相差较大的烟煤和无烟煤掺混得到的混煤的燃烧性能进行了实验研究，计算了不同掺混比下混煤的燃烧动力学参数；并根据不同配比下混煤实验曲线的变化规律，提出了衡量煤从开始燃烧到燃尽这一过程平均燃烧速率的指数ＧＦ；对不同配比下煤的ＧＦ值进行了计算。ＧＦ的变化趋势表明，混煤的燃烧性能随烟煤比例的增加而增加。

负荷与燃尽风对NO影响的数值模拟

为研究负荷与燃尽风对NO排放的协同作用规律,对一台1025t/h煤粉锅炉的燃烧过程进行了数值模拟,分析了不同负荷下,投运、停运燃尽风时炉内的温度、热力型NO与燃料型NO的分布特性,将计算结果与实测结果进行了对比,结果表明,对于所研究的锅炉,燃尽风可更有效控制燃料型NO的排放,而且在100%负荷下效果更显著。在80%负荷下,燃尽风还可降低热力型NO排放;在100%负荷时,燃尽风的投入对炉内O2、CO影响显著;在80%负荷时,燃尽风对温度场影响更显著。

再燃过程再燃煤粉燃料N释放规律的试验研究

再燃煤粉燃料N的释放特性是影响再燃过程中NO还原效率的关键因素。在携带炉煤粉再燃试验过程中采集了不同实验条件下经历不同反应时间的煤焦样,对其元素构成进行了测定,并分析了不同煤粉细度、再燃燃料比和再燃区氧量下再燃煤粉燃料N的释放规律,研究了燃料N释放与NO还原效率间的关系,并对N、H、O等元素的释放速率进行了比较。结果表明,在不同实验条件下,再燃煤粉燃料N的释放对NO还原效率的影响规律也不相同,减小再燃煤粉粒径可促进燃料N迅速释放,有利于提高NO还原效率;降低再燃燃料比或提高再燃区氧量也可促进燃料N迅速释放,但会导致NO还原效率下降;再燃区初始氧量小于4％时,氧量改变对燃料N的释放速率影响显著。在相同的实验条件下,燃料N的释放速率比燃料H和燃料O的释放速 率小。

燃尽风率变化对电站锅炉NOx排放特性影响的数值模拟

燃尽风率是决定燃尽风技术降低NOx排放量的关键因素。对一300 MW机组四角切圆锅炉炉内煤粉燃烧过程进行了不同燃尽风率条件下的数值模拟。分析研究了燃尽风率对炉内温度、O2、CO浓度分布、NOx排放特性和飞灰含碳的影响规律。分析结果表明:随着燃尽风率的增加,炉内温度水平会降低,在煤粉燃烧区域氧浓度降低,CO浓度升高,炉内NOx浓度明显下降,炉膛出口NOx排放量线性降低;在燃尽风率为5.5%到8.5%之间时,燃尽风率增大飞灰含碳量降低,当燃尽风率增大到8.5%以上时会引起飞灰含碳量的升高。

燃尽风对锅炉燃烧及脱硝经济性的影响

为研究燃尽风（OFA）技术对NOx生成量、燃烧及脱硝总成本的影响,以某300MW机组锅炉为对象,采用支持向量机法,建立了输入量为机组负荷、一、二次风量、各层二次风挡板开度以及OFA挡板开度等,输出量为NOx生成量、耗煤量、脱硝效率的关系模型。利用该模型分析在保持总风量不变的条件下,改变OFA挡板开度对燃烧及脱硝总成本的影响,并以实际运行数据对其进行验证。结果表明：机组在50%~75%以及87%~100%2个负荷段,随着OFA挡板开度增大,NOx生成量下降,耗煤量上升,燃烧及脱硝总成本略有上升;在75%~87%负荷段,随着OFA挡板开度增大,NOx生成量也呈下降趋势,而耗煤量基本保持不变,燃烧及脱硝运行成本略有下降。

火焰中心高度对W型火焰锅炉燃烧影响的数值模拟研究

火焰中心位置是影响W型锅炉燃烧的重要因素。利用数值模拟技术对某电厂300MW机组W型火焰锅炉炉内燃烧进行了3个工况的计算。通过分析各个工况下炉内温度场、侧墙结渣原因、NOx排放量以及炉膛出口处飞灰含碳量得出,炉内火焰中心位置下移时,下炉膛内温度水平升高,侧墙附近和炉膛中部压差减小,NOx排放量明显降低,炉膛出口处飞灰含碳量基本上呈线性降低。

再燃过程再燃煤粉燃料C释放特性的试验研究

再燃煤粉中 C 是重要的 NO 还原剂,也是煤中主要可燃质,其释放特性是影响 NO 还原效率及再燃煤粉燃尽的关键因素。在携带炉煤粉再燃试验过程中采集了不同实验条件下的煤焦样,对采集样品的元素构成进行了测定。对不同煤粉细度、再燃燃料比和再燃区氧量下再燃煤粉燃料 C 的释放规律进行了分析;以燃料 H 作为挥发分的示踪物,对挥发分 C 与煤焦 C 的释放时段进行了对比分析;研究了燃料C 释放与 NO 还原效率间的关系。试验与分析结果表明,在0.2s 以前,挥发分的释放与煤焦的氧化和气化是同步进行的,因而挥发分 C 的释放与煤焦 C 的释放也是同步进行的;0.4s 时,挥发分释放完全,以后,燃料 C 主要以煤焦 C 的形式释放;再燃燃料比与氧量的改变主要影响 0.2s 后煤焦 C的释放;煤粉细度对挥发分 C 与煤焦 C 的释放均有影响,对于一定量的煤粉,其煤焦的氧化与气化速率与煤粉粒径的平方成反比关系,细化再燃煤粉,不仅有利于煤粉的燃尽,还有利于提高 NO 的还原效率。

煤颗粒在快速升温过程中非傅立叶导热效应的计算研究

电站锅炉煤粉燃烧过程中,煤粉着火前期的升温速率可达104 K/s。而且煤粉在着火前期的升温状态直接影响到煤粉挥发份的释放速度和挥发份成分,进而影响到煤粉颗粒的着火和燃烧。该文针对煤颗粒快速升温过程中非傅立叶导热效应,利用热波模型和D-P-L模型对快速升温过程中煤颗粒的温度场进行的数值模拟,与实测结果进行了比较。并发现对于电站锅炉所燃用煤粉的粒径范围,在煤粉着火前的升温过程中考虑非傅立叶导热效应是十分必要的。

褐煤预干燥对锅炉传热特性及运行经济性的影响

以某300MW褐煤燃烧机组为研究对象,计算和分析褐煤干燥程度(即水分质量分数分别为34.1%、30.0%、25.0%、20.0%和18.0%)对锅炉运行中炉膛燃烧及各受热面传热特性的影响,研究了褐煤干燥前后锅炉热经济性的变化.结果表明:随着褐煤干燥程度的加深,理论燃烧温度比水分质量分数为34.1%的原褐煤分别提高了50.19K、101.51K、134.82K和148.13K,最大升高幅度达8.18%,炉膛内燃烧加剧,辐射放热量增加,烟气流速降低,各受热面的对流传热系数和辐射传热系数减小,但单位燃料的对流传热量却有所增加,锅炉排烟温度下降,锅炉热效率和运行经济性提高.

不同煤燃烧过程颗粒汞生成特性的实验研究

在高温管式电加热炉上进行了三种煤单独燃烧,三种煤添加1%、3%、5%溴化钙与醋酸钙燃烧,以及一种煤添加Fe2O3燃烧实验,燃烧温度为1250℃。收集了各燃烧过程的飞灰,对收集的飞灰进行了Hg含量测定,并对飞灰进行了比表面积、EDS与XRD表征。实验与分析结果表明,三种煤燃烧后Hgp的生成特性显著不同;三号煤灰的比表面积最大但飞灰颗粒Hg含量及Hgp比率均很低;在添加CaBr2后,三种煤飞灰颗粒Hg含量及Hgp比率均显著增加;在三种煤中添加醋酸钙,及在三号煤中添加Fe2O3后,Hgp含量与比率有所增加,但增加幅度较小。

ESP对燃煤电站锅炉颗粒汞形态及热稳定性的影响

分析飞灰颗粒中Hg的形态对揭示烟气中Hg反应机理,确定飞灰颗粒中Hg的稳定性具有重要意义。在2个不同负荷下,采集了一台300 MW机组锅炉的各个电场的飞灰样品,将采集的飞灰进行了粒径分析,利用XRF分析以及扫描电镜分析,测定了各飞灰样品的含碳量;对各飞灰样品进行2种加热方式的热处理,利用LUMEX全自动测汞仪测定了处理前后各飞灰样品的汞含量。根据飞灰中汞随温度的释放规律确定了飞灰中汞的形态,对加热过程颗粒Hg释放动力学参数进行了计算。测试与分析结果表明:飞灰含碳量与飞灰汞含量呈明显正相关关系;飞灰对汞的吸附既与粒径大小有关,又与粒径分布有关,还与颗粒的堆积状态有关;飞灰对汞的吸附主要受物理吸附影响,飞灰化学成分对汞的吸附有影响,但是与物理吸附相比影响较小;原煤Cl含量是影响飞灰Hg Cl2含量的关键因素,原煤Cl含量越高,飞灰Hg Cl2含量越高;灰颗粒所含Hg释放的活化能与Hg Cl2所占比例有显著的相关性。Hg Cl2所占比例越大,灰颗粒Hg释放的活化能就越小。

应用量子化学计算研究溴与汞反应的动力学参数

引言汞是挥发性的有毒重金属元素。燃煤中含有微量的汞,这些汞在煤燃烧时会释放到烟气中,燃煤烟气中汞主要以3种形态存在：颗粒Hg（Hgp）、气态氧化Hg（Hg2＋）和气态单质Hg（Hg0）。

粒径对燃煤电站飞灰元素质量分数分布的影响

对燃煤电站不同粒径飞灰样品进行了扫描电镜、X射线衍射、电子探针和离子色谱分析，研究了燃煤飞灰中元素质量分数随飞灰粒径的变化规律，分析了过量空气系数对飞灰中元素质量分数分布的影响，并将其与电加热沉降炉的试验结果进行了比较．结果表明：Na、S、Ca和Cl元素的质量分数分布随粒径改变整体上呈负相关变化；Al、Si、K和Fe的质量分数分布随粒径改变整体上呈正相关变化；粒径为25～45μm飞灰中元素的质量分数分布随过量空气系数的变化呈现明显的规律性，而粒径〉45～75μm飞灰中元素的质量分数分布随过量空气系数变化的规律不明显；在200～350℃时，加热温度对飞灰中Cl和S元素的质量分数分布无影响．