Fault Analysis and Innovation in Slag Discharge System of 440-t/h CFB Boiler

CFB boilers have been widely used in China in recent years with their perfect performances in coal adaptability, load variation capability and lower pollutant emission. The No.3 135-MW CFB unit in Lianzhou Power Plant is the f irst 440-t/h series CFB unit in Guangdong Province. It f inished 72-hour trial operation in Feb. 2004 and was transferred to trial operation. During the trial operation and the next commercial operation, there were some problems happened in the boiler slag discharging system, seriously affecting the safe and reliable operation and the loading capability. After innovation, these problems have been completely solved. Hopefully the solutions may be used for reference to the units with similar problems.

钻井法凿井气-液-固耦合排渣流场及刀盘吸渣口优化

针对西部地区侏罗系地层煤矿立井钻井法施工中出现的气举反循环洗井排渣与钻进效率低下问题,以陕西可可盖煤矿中央回风立井ϕ4.2 m超前钻井为工程背景,基于CFD-DEM(计算流体力学和离散单元法耦合)研究方法,建立了气-液-固多相耦合排渣数值模型,揭示了排渣管内、井底流场的速度及压力分布规律,并基于自研的气举反循环排渣试验装置,采用PIV(粒子图像测速法)测试技术对流场分布的正确性进行验证;提出了优化刀盘吸渣口评判指标和方法,对吸渣口的数量、长径比、面积比、总面积占比进行优化,得到了超前钻头刀盘吸渣口布置的最佳方式和相关参数;讨论了钻头转速、注气量、风管没入比和泥浆黏度等主要因素对排渣流场的影响。研究结果表明:(1)排渣管内流体的运移以轴向流动为主,且途经注气端时,流速发生跳跃式剧增;井底流体的运移主要以水平流动为主,流体的垂直上返仅存在于吸渣口附近;井底流体的水平流动以切向流动为主,径向流动仅在吸渣口两侧较为明显,且远离吸渣口处,径流速度较小易产生岩屑沉积;(2)当刀盘吸渣口数量为2,长径比为0.4,面积比为1,总面积占比为1.94%时,吸渣口的布置方式最佳,且清渣率较现行吸渣口布置方式提高66%;(3)增大钻头转速可显著增强吸渣口的吸附作用,注气量、风管没入比与井底和排渣管内流体的轴向速度均呈正相关关系,低黏、低密度的泥浆易获取高流速,但携岩能力较差。研究结果可为破解侏罗系地层深大立井钻井法洗井排渣与钻进效率低下技术难题,提供有益的理论参考。

松软薄煤层条带消突下斜定向钻孔成孔护孔技术研究与应用

针对松软薄煤层煤巷条带消突长距离下斜钻孔,存在成孔难、易钻遇煤层顶底板、积水堵塞瓦斯抽采通道的难题,提出了氮气排渣下斜定向钻进成孔与护孔技术,采用高压氮气排渣、大功率气动螺杆钻具定向、“波浪式”轨迹控制和三层管护孔排水技术,在河南省平煤股份一矿开展现场试验,完成8个孔深超300 m下斜定向长钻孔,煤层钻遇率90%以上,全孔段下三层护排水管,平均下入深度302 m,支管平均抽采纯量1.66 m^(3)/min,平均瓦斯浓度17.5%。试验结果表明:该技术可有效解决松软薄煤层下斜钻孔长距离定向成孔、全孔段筛管护孔和排水的技术难题,提高了钻孔成孔深度和煤层钻遇率,实现了下斜孔全孔段护孔和排水,保障了瓦斯抽采效果,为松软薄煤层煤巷条带长距离消突提供技术保障,在类似地层条件具有广泛的应用推广价值。

四翼内凹刻槽钻杆高效排渣钻进技术研究

为解决松软煤层钻进钻孔排渣通道堵塞这一制约钻孔施工效果的关键难题,基于优化钻杆截面形状以增大排渣空间、预防钻孔堵塞这一理念,提出四翼内凹刻槽钻杆几何设计构想,通过孔内排渣阻力力学方程计算验证、钻杆排渣效果数值模拟,分析钻杆结构参数对排渣性能的影响,研制四翼内凹刻槽钻杆并在某矿进行工业性试验。研究结果表明:相较于传统圆状刻槽钻杆,四翼内凹刻槽钻杆在施工过程中具有更大的排渣空间,通过孔内沿程阻力计算对比,四翼内凹刻槽钻杆孔内沿程阻力较圆状刻槽钻杆低13%;数值模拟计算结果表明,当弧形内凹切槽对钻杆的圆心角α=35°、切入深度|EF|=4 mm时,渣体运移距离最大,平均运移速度最大,排渣性能最优;工业性试验表明,使用四翼内凹刻槽钻杆施工钻孔,班进尺长度和终孔深度得到显著提升。研究结果可为煤矿瓦斯抽采钻孔钻具设计提供参考。

钢渣资源化的微表处养护技术环境影响量化分析

文中基于全生命周期评价(LCA)方法建立了微表处养护的环境影响量化框架,利用原子吸收光谱仪(ICP)评估钢渣集料和两种天然集料的重金属排放特性,基于LCA分析框架量化对比了钢渣集料和玄武岩的微表处养护的能耗和碳排放量.结果表明:钢渣集料重金属排放高于玄武岩和石灰岩,但陈化处理后其重金属浓度符合我国地表水第III类水要求.同时,在功能单位内玄武岩微表处养护能耗为47.25 GJ,伴随产生2749.52 kg当量CO 2,而钢渣微表处消耗47.15 GJ,产生2848.72 kg当量CO 2原材料生产阶段的显著差异导致玄武岩比钢渣集料微表处养护产生更多的能耗,但排放了更少的当量的CO 2.

真空气力输送泵研究及应用

为实现地下隧洞施工高效排污及排渣,开发了一款适用于掘进机设备的真空气力输送泵系统。详细介绍了气力输送系统及组件,通过负压吸送、正压压送方式实现污水、泥渣、固体颗粒等气力输送,实现无旋转叶轮部件的流体输送。采用CFD方法,运用Fluent软件对气体喷射器结构仿真分析得出设计参数,运用EDEM⁃Fluent流固耦合仿真方法探究渣石与空气或水输送状态,得出使用边界条件,有效指导了设计及应用。同时真空气力输送泵系统提高了地下隧洞掘进效率和隧道文明施工水平。

特大洪水流量下沟道型弃渣场水土保持措施设计探讨

抽水蓄能电站项目扰动地表面积大,土石方挖填数量大,产生弃渣量大,通常设置的弃渣场规模等级较高,因此弃渣场的规划设计是水土保持工作的重点和难点。根据国家水利部最新文件及相关标准规范要求,以陕西曹坪抽水蓄能电站下库弃渣场为例,结合渣场自然条件分析探讨弃渣场选址、堆置方案选择、排洪方案比选及水土保持措施设计,结果可为同类型工程提供借鉴。

下向低浓钻孔“抽-注”排水排渣抽采一体化技术研究

为了防止永夏矿区陈四楼煤矿煤与瓦斯突出事故的发生,在采用水力排渣钻孔进行抽采瓦斯时,发现在钻孔内存在着大量的水和煤渣,堵塞了煤体内部的孔隙通道,对煤层瓦斯运移和钻孔孔壁的稳定性产生不利影响,从而严重影响了瓦斯抽采的效果。针对煤矿急需解决的俯孔排水排渣问题,提出采用压风吹孔技术,将孔内水和煤渣带出孔外,疏通钻孔堵塞通道。该技术在陈四楼煤矿井下现场应用效果良好,吹孔后钻孔平均在抽浓度由11.86%提升到了18.73%~56.38%,低浓钻孔提升效果明显;代替了以往水力排渣钻进技术,达到高效抽采瓦斯、保证煤矿安全生产的目的,对钻孔抽采瓦斯过程中能够及时排出水和煤渣有一定指导意义。在此基础上,形成的一套下向低浓钻孔“抽—注”排水排渣一体化技术及工艺,为下向低浓钻孔排水排渣工作提供参考借鉴。

乙炔发生器排渣过程的自动化控制

针对乙炔发生器排渣操作频繁、操作强度高、人为误操作多的问题,进行了排渣过程自动化改造,增加了自动排渣程序,实现了一键排渣;同时优化了排渣工艺,增加了排渣前反冲洗步骤,减少了排渣时VOCs外排大气造成的环境污染和可燃气体探头报警问题。

基于CFD-DEM的盾构泥浆管道排渣特性参数影响规律研究

盾构用泥水循环系统排渣时,其排渣特性直接影响排渣效率,进而影响盾构的施工效率。针对实际工程施工中,泥浆管道的排渣过程不能直接观察,内部泥浆和岩渣的运动规律也不明确的问题,以广州地铁7号线三模式盾构地铁隧道施工为背景,采用CFD-DEM耦合方法建立管道泥浆和岩渣耦合的数值仿真模型,通过单因素影响实验方法,分析泥浆流速、密度、黏度及管道直径等泥水循环系统关键参数对泥浆管道排渣特性的影响规律。结果表明:岩渣颗粒在管道中的运动形态大部分为在管道底部做推移运动,经过弯管部分时会对弯管外侧造成冲击,泥浆经过弯管时在内弯管处流速增大;随着泥浆流速、泥浆黏度的增加与管道直径的减小,泥浆压力损失以二次方的形式增加,泥浆压力损失随着泥浆密度的增加而线性增加。

长距离大埋深盾构隧道施工高效出渣施工技术

长距离、大埋深盾构隧道施工过程中,高效的出渣方式可以提高隧道施工效率,保障施工进度。以珠三角水资源配置工程为背景,提出了与盾构机配套的连续皮带机+垂直提升皮带机组成的出渣方式,并对其工艺流程、技术原理和操作要点进行了详细阐述。应用实践表明:相较于常规出渣方式,该技术可以有效提高盾构掘进效率,由平均6环/d提高至平均12环/d,掘进效率提高1倍左右,通过“水平+垂直”皮带机与盾构机联机的智能化控制及管理系统,可以及时预警,保障设备运行安全,具有较高的经济效益与安全效益,可为类似工程的出渣施工提供一定的参考。

碎软煤层钻进钻杆槽体结构优化与工程应用

高瓦斯碎软煤层具有煤体强度低、瓦斯含量高等特征,钻进过程中钻孔变形量大、易失稳破坏形成塌孔,导致钻孔深度浅、钻进效率低,进而影响了瓦斯抽采效率。为了提升刻槽钻杆在碎软煤层的应用效果,考虑螺旋槽体头数、螺距、槽深与槽宽等关键参数,采用EDEM与Fluent气固相间耦合的数值计算方法,构建刻槽钻杆钻进排渣模型,对比分析了刻槽钻杆的结构参数对排渣性能的影响。结果表明,增加螺旋槽体的头数,有利于增大排渣空间,提升钻杆的排渣效果;对于Ф50 mm的小直径刻槽钻杆,钻杆表面螺旋槽体设计为三头结构,相比单头和双头槽体,其排渣性能有明显提升;三螺旋刻槽钻杆螺距设计为252 mm、槽深为2.5 mm、槽宽为16 mm时,钻杆的排渣效果最优。通过现场工业性试验,钻进效果与煤矿使用的圆钻杆进行对比,三螺旋刻槽钻杆钻进深度提高11.5%,钻进效率提高35.4%,成孔率达到100%,在钻孔施工的过程中断钻、卡钻等打钻事故均未发生。

循环流化床锅炉放渣管结构分析

详细阐述了某热电厂240 t/h级别的循环流化床锅炉自运行以来,放渣管出现管口变形、膨胀受阻、与布风板连接的焊缝撕裂、布风板上相邻的水冷让管泄漏等问题,分析上述问题产生的原因,并进行结构优化,通过采取更改布风板让管结构、改变布风板鳍片材质、变更金属膨胀节结构、增加膨胀预留间隙等措施,使问题得以解决,减少安全隐患,从而保证锅炉长期安全稳定运行。

流化床锅炉排渣结焦特性实验研究

为进一步探究流化床锅炉结焦问题的解决路径,研究了基于某煤化工企业440 t/h循环流化床锅炉的结焦问题,结合其燃料特性,搭建实验装置,对流化床锅炉排渣结焦特性进行较为全面的分析。分析结果显示,该流化床锅炉在空气气氛下更容易发生结焦,而在烟气气氛下则不易发生结焦问题,并得出灰渣中残余碳组分二次燃烧造成了结焦,提出引入烟气作为流化介质对流化床中的风水联合冷渣器进行优化的策略,以期为后续研究提供参考借鉴。

铸件消失模铸造缺陷工艺研究

近年来,消失模铸造因其他污染小、工艺灵活、劳动强度低、重复性好等优点在国内迅速发展,尤其是在生产箱体、壳体类产品时,消失模工艺具有一定优势。本文针对飞轮壳等产品在消失模工艺铸造过程中出现的黏砂、气孔、冲砂等缺陷进行分析。通过调整模样的组合工艺方式、优化产品浇注系统、布置排气排渣冒口以及确保内浇道进水口布局的合理性,同时结合生产情况,提出了解决相关产品铸造缺陷的措施。

德士古煤气化工艺运行方式总结

在全面总结德士古气化炉试运行经验的基础上,进行了优化煤种配比和降低气化操作温度等新尝试。经过一段时间的摸索和考察,肯定了高、低灰熔点煤种的混配可降低入炉煤的灰熔点,保证气流床熔融排渣气化工艺的稳定运行;在低于煤灰熔融温度下进行气化并实施固态排渣工艺是可行和有效的,经十余年的运行,其经济效益明显。

铬渣毒性对环境的影响与产出量分析

铬渣是铬盐生产过程中产生的化工固体废弃物 ,长期露天堆放 ,将导致含 Cr6 +溶液不断下渗 ,污染土壤和地下水。综述了以往铬毒性的研究成果 ,收集、整理和分析了我国铬盐生产的数据 ,在计算铬盐的排渣系数基础上 ,得到了铬渣的产出量。结果表明 ,在环境中迁移的铬对植物生长有抑制作用 ,阻滞作物对其它元素的吸收 ;铬能使动物细胞的代谢功能发生障碍 ,对动物体具有明显的“三致”作用。目前我国已跨入世界铬盐生产大国行列 ,铬盐每年实际产量已经超过 1 6万 T,通过计算排渣系数和铬渣产量表明 ,我国每年排放的铬渣量约为 35万～ 42万T。

非均等配风下的风水冷选择性冷渣器冷态排渣特性

以某电厂 4 5 0t/hCFB锅炉的风水冷选择性冷渣器为原型 ,通过冷态模化实验研究了各仓室在均等和非均等配风下的排渣特性 ,分析了各仓室的风量比关系对排渣速率的影响规律。实验结果表明 ,冷渣器的实际流化风量下限值高于设计值 ,在送风机总风量基本不变甚至减小的情况下 ,通过调配各仓室的风量比关系可明显提高冷渣器的排渣速率。

450t/hCFB锅炉风水冷选择性冷渣器冷态模化实验

以某电厂450t/hCFB锅炉的风水冷选择性冷渣器为原型,建立了几何尺寸相似的可视化冷渣器实验装置,采用电厂实际排渣物料进行冷态模化实验,深入研究了该冷渣器的临界流化速度以及在不同料层厚度下的料层压力特性和各仓室在不同配风比下的排渣速率特性。实验表明:实际排渣属宽筛分物料,冷渣器各风室的实际流化风量下限值高于设计值,通过合理调配各仓室的风量比关系可明显提高冷渣器的排渣速率。所得实验数据和运行规律可为冷渣器的可靠运行提供参考依据和操作指导。

湘钢高Al_2O_3高炉渣排碱能力的探讨

根据湘钢冶炼条件,以湘钢现场渣为基料,添加化学试剂,配制成高Al2O3渣系,研究高Al2O3炉渣条件下,炉渣碱度、主要成分等对炉渣排碱性能的影响。研究表明,在高Al2O3炉渣条件下,适当提高湘钢高炉渣中自由SiO2的质量分数,w(MgO)为12%,二元碱度为1.05,最有利于排碱。