基于EMMS-1M曳力模型的空气反应器气固流动及化学反应特性数值分析

针对传统曳力模型难以准确预测气固相间曳力的问题,考虑到计算精度和模型通用性,选用经过介尺度修正的EMMS-1M曳力模型耦合双流体模型,模拟了颗粒直径和进口气速对空气反应器冷态流化和热态化学反应的影响。结果表明:颗粒直径减小和进口气速增加,使床层气体压力分布更加均匀,床层轴向颗粒体积分数降低,床层颗粒返混现象减弱,颗粒轴向速度增加,温度升高促进反应正向进行,氧气转化率升高;进口气速增加,使颗粒在床层分布均匀,气固混合彻底,促进了化学反应,但进口气速过高,会携带出大量的颗粒,且在床层的停留时间减少,不利于气固化学反应的发生。

热解温度对生物质半焦特征的影响

对稻壳和稻秸进行了机理性热解试验,并采用TG、SEM、EDS和XDR方法研究和分析了半焦的孔隙结构、结渣特性、氯和硫元素迁移和无机化合物晶相等物化特性的变化规律.结果表明:在500～800℃,生物质热解半焦孔隙结构的变化较大.当热解温度为1 000℃时,稻壳半焦的凸面呈现熔融现象,稻秸半焦呈现熔融黏结现象.在800～1 000℃,半焦中剩余的氯和硫大部分会析出;在稻壳和稻秸热解过程中,当终温为1 000℃时,物相发生较大变化并且出现非晶态的无机化合物.

掺混比例对生物质和煤流化床共气化特性影响的试验研究

采用新型床料在鼓泡流化床中进行了2种典型的木本和草本生物质与烟煤的空气-水蒸气气化试验,研究了生物质掺混比例对燃气组分和热值、气化效率及碳转化率等参数的影响规律.结果表明:当松木屑的掺混比例从0%增大到100%时,H2和CO的体积含量分别增加了4.6%和4.4%,CO2的体积含量减少了3%,CH4和CnHm的含量也有所增加;当稻秸的掺混比例从0%增大到100%时,CO的体积含量先从25.8%上升至27.5%,再下降至25.3%,其他燃气组分的变化趋势与松木屑和煤气化的相类似;随着生物质掺混比例的增加,2种生物质和煤共气化的气化效率和碳转化率均有所提高,且在共气化过程中存在协同效应.

不同掺烧比例生物质与煤共燃系统热力学分析

为了对生物质与煤共燃系统进行节能分析,并提供理论依据,本文基于热力学定律对396 t/h高温高压CFB锅炉生物质与煤共燃系统进行了研究,分析了掺烧生物质比例对锅炉排烟温度、热效率和?效率的影响。结果表明,随着掺烧生物质比例的增加,锅炉排烟温度逐渐升高,热效率由89.62%逐渐减低,?效率由46.11%逐渐下降,且炉膛内部受热面以及尾部烟道各受热面的换热效率都高达98%,而炉膛内部受热面的换热?效率仅约38%,故而在?分析下,该CFB锅炉炉膛内部受热面仍存在很大的节能潜力。

掺烧稻壳对煤粉炉飞灰特性的影响

在某300MW机组煤粉锅炉上进行稻壳掺烧试验,掺烧后飞灰的性质发生变化。对掺烧后锅炉飞灰的微观形貌、化学性质和稻壳灰的孔隙结构等性质进行试验分析。发现:掺烧稻壳后飞灰的物相中出现鳞石英和方石英晶形,飞灰中稻壳灰呈现熔融后块状的不规则颗粒物和黑色的大粒径的不规则片状灰粒,SiO2的含量从掺烧前的55.93%增加到75.05%。利用压汞仪对稻壳灰的孔隙特性进行分析。稻壳和煤共燃的飞灰的利用方式需要重新评估,而分离的稻壳灰可用作多孔材料。

空气当量比对生物质和煤共气化影响的研究

采用新型床料对松木屑与烟煤的流化床共气化进行研究。在生物质掺混比例为50%的工况下,当空气当量比(ER)从0.2增加到0.28时,产气中H2的体积分数从14.1%上升到26.9%,CO的体积分数从28.9%减小到21.8%,CO2的体积分数呈上升趋势,CH4和CnHm的体积分数逐渐下降;燃气热值在ER为0.25时最大,大约为7180kJ/m3;气化效率为44%～53%;混合燃料的碳转化率为74%～76%。随着ER的增加,共气化的主要反应、燃料有机特性、松木屑的灰特性呈现不同的变化规律,从而对共气化参数产生影响。探求气化参数的变化规律将为共气化反应器的结构设计和运行参数的选择提供依据。

锅炉受热面积灰结渣判别方法的应用分析

论述锅炉积灰、结渣判别方法 ,其中单因素判别指标包括煤灰的物理、成份特性 ;综合判别方法讨论模糊综合判别和基于模糊神经网络的判别。从应用情况看 ,对受热面的积灰。

不同燃料间生物质与煤共燃系统热力分析

通过应用热力学第一定律和热力学第二定律分析对396t/h循环流化床锅炉燃烧5种不同燃料进行节能分析计算,得出5种不同燃料其热效率和效率都差别不大,但都热效率很高而效率略低,尤其是炉膛内部效率,其值都在37%左右,而其热效率却高达98%,因此,在分析的境况下,循环流化床锅炉在其炉膛方面仍存在很大的节能潜力。

300MW机组煤粉锅炉掺烧稻壳的飞灰特性的试验研究

在某电站300MW机组煤粉锅炉上进行了稻壳掺烧试验。利用Bacho型粒度分析仪、EDX、SEM和XRD对掺烧后锅炉飞灰的粒径、微观形貌、化学性质等进行了试验分析。在共燃过程中,84～150μm范围内灰粒份额增加,新特征是在150～830μm范围内有分布;稻壳灰呈现的形貌有两种,熔融后块状的不规则颗粒物和黑色的大粒径的不规则片状灰粒;稻壳灰的凸面的SiO2的含量高达97.42%,从而使得掺烧灰的SiO2的含量从原粉煤灰中的55.93%增加到75.05%;稻壳灰的物相以方石英和鳞石英晶形为主,存在少量石英、莫来石晶体,从而掺烧稻壳后的飞灰中出现了方石英和鳞石英晶形。

变负荷工况下锅炉对流受热面污染的监测

针对在线监测大型电站锅炉受热面污染的需要,讨论了稳定负荷的计算模型无法用于变负荷工况监测的原因,分析了变负荷过程中各物理参数的变化机理,从热量平衡出发,考虑了金属管壁蓄热及蒸汽蓄热对受热面污染计算的影响,推导了变负荷工况下的污染监测模型及实时计算方法。以某电厂300 MW机组锅炉的低温对流过热器为计算对象,采用现场实时数据进行了变负荷工况下受热面污染监测计算。提出了考虑金属及工质蓄热的锅炉变负荷污染监测模型与计算方法,基本能够消除负荷变化对受热面实际污染率计算的影响,得到比较合理的污染率计算结果,对改进现有的根据热平衡算法的锅炉受热面污染在线监测模型有重要的参考价值和工程实际意义。

流化床燃烧麦秸床料团聚结渣研究

流化床技术在热转化生物质方面具有优势,但生物质流化床锅炉在运行中,经常遇到床料结渣问题。该文用流化床实验装置燃烧麦秸,发现床料发生了严重的团聚结渣,床层流化状态明显恶化。随着运行时间延长,床料颗粒表面富集越来越多的钾。分析表明,渣块中的融化物组成可以用K2O-CaO-SiO2三元系简化,三元系相图可解释融化出现的原因。由于生物质灰熔点低,燃烧的半焦表面变黏,黏结床料颗粒产生结渣。通过与细灰碰撞,床料颗粒表面形成一层均匀的灰层并融化,当灰层足够厚时,黏性力让床料颗粒通过有限的点黏结在一起,形成结渣。

电站锅炉三分仓回转式空气预热器热力计算方法研究

基于两分仓回转式空气预热器热力计算标准方法,建立了三分仓空气预热器换热计算模型,同时给出了计算求解方法与热力计算程序。实际计算结果表明,该热力计算方法有较高的计算精度,可计算热段与冷段受热面交界截面的平均温度,且计算简便,其校核计算结果与原设计数据吻合较好。

基于矩量法的超临界锅炉水冷壁温度场数值计算

超临界、超超临界锅炉水冷壁尤其是燃烧器区水冷壁温度场计算对锅炉的安全运行具有重要意义。该文建立了燃烧器区螺旋管圈水冷壁及鳍片截面的二维稳态导热方程,推导了基于矩量法的有限元数值计算公式,采用双线性四边形单元对截面进行剖分。用分区段热力计算方法确定水冷壁各区段热负荷。依据机组实测的水冷壁入口和出口工质温度和压力,通过计算热负荷引起的焓增确定各校核截面的工质温度和压力。从而确定管内的对流换热系数。计算了不同启动方式下水冷壁管壁内侧温度及其变化率,为指导锅炉的安全稳定运行和锅炉管壁选材提供了依据。

生物质和褐煤的掺混比例对共气化特性的影响

采用新型床料在鼓泡流化床中进行了2种典型的木本和草本生物质与褐煤的空气-水蒸气气化试验,研究了生物质掺混比例对燃气组分、热值、气化效率和碳转化率等参数的影响。结果表明,当松木屑的掺混比例从0%增大到100%时,H_2的体积分数从12.9%增加到18.8%,CO_2体积分数从20.3%下降到18.9%,CO的体积分数从24.3%上升到30.8%,CH_4、C_nH_m的含量也有所升高;当稻秸的掺混比例从0%增大到100%时,CO的体积分数从24.3%先上升到26.5%,再下降到25.2%,其他燃气组分含量增加或减少的趋势与松木屑和煤气化气类似;2种生物质和煤共气化过程中存在协同效应。该文试验和分析结果为生物质和煤共气化系统的设计和运行提供了依据。

直接能量平衡协调控制系统特性分析

直接能量平衡(Direct Energy Balance,DEB)协调控制系统在工程领域得到了广泛的应用。本文对直接能量平衡协调控制系统进行了简单分析,并在Simulink平台上针对某600MW机组建立了DEB协调控制系统仿真模型,对仿真结果进行了分析。

软计算方法在煤灰结渣特性评判中的应用

基于软计算理论,提出了一种煤灰结渣特性的神经-模糊评判模型。此模型来源于实际观测数据,可靠性高,能够更有效的判别锅炉炉膛结渣特性。

秸秆成型燃料自然干燥特性的实验研究

选用不同的小麦秸秆成型燃料,测定其松弛密度和含水率等相关物性;在14d不同湿度的环境工况下,对秸秆成型燃料进行自然干燥实验,建立了干燥模型,研究了其整体自然干燥过程,分析影响成型燃料自然干燥特性的主要因素;在实验基础上给出了成型燃料充分自然干燥所需的时间。

生物质与煤流化床共气化特性的试验研究

为了提高生物质的气化效率,掺杂煤作为惰性粒子,在流化床上进行了不同温度和生物质与煤不同质量比的气化试验,得出了各工况下气体产率及气化特性,分析了温度和质量比对二者的影响。结果表明:当气化温度在800～900℃之间时,温度提高,气化效率增加;当生物质与煤质量比为3∶1时,气化效率最佳。

混燃的稻壳飞灰特性的试验研究

在某300MW机组煤粉锅炉上进行稻壳掺烧试验,对掺烧的稻壳灰的微观形貌、化学性质和孔隙结构等性质进行了试验分析。主要结论为:稻壳灰的物相以石英、鳞石英和方石英晶形为主,存在少量莫来石晶体。稻壳灰形状呈现大粒径的不规则片状灰粒,稻壳灰的凸面形成波状的熔融的状态伴有少量泡状孔隙,稻壳灰的凹面有丰富的孔隙结构。在常量元素分析结果中,稻壳灰中SiO2的含量高达97.42%,稻壳灰中的Al2O3、K2O、CaO含量低。稻壳灰的孔隙的平均孔径为9.704nm,注汞体积为0.1811cm3/g,样品的比表面积为74.6332m2/g,从共燃飞灰中分离出的稻壳灰可以作为多孔材料使用。