包钢高炉喷吹煤粉利用率的测定

利用透射光偏光显微镜,对包钢高炉重力除尘灰、旋风除尘灰和布袋除尘灰中的碳素种类进行定性和定量分析,以测定高炉喷吹煤粉利用率。测定结果表明,3号高炉喷吹煤粉利用率上下限分别为89.03%和79.46%,4号高炉的喷吹煤粉利用率上下限分别为91.51%和84.14%。认为,3号高炉和4号高炉所使用喷吹煤粉来自同一系列,因此可以通过采取稳定煤粉粒度波动、优化富氧鼓风和提高入炉焦炭强度等措施,来提高喷吹煤粉利用率。

试论高炉燃料替代的降碳路径

为有效降低高炉工序的CO_(2)排放量,向高炉喷吹气体、液体或固体燃料来替代焦炭受到广泛的关注。以我国6家典型钢铁企业7座1800m^(3)级高炉2021年的主要技术经济指标为基础,重点分析了燃料比和煤比对高炉CO_(2)排放量的作用和影响。结果表明,6家典型钢铁企业高炉CO_(2)排放量约为1.419~1.595Vt,影响高炉CO_(2)排放量相关性最强的因素且最重要的指标是燃料比,而单纯提高喷煤比的技术手段并不是降低高炉CO_(2)排放量的决定性因素。因此,通过优化喷吹燃料的种类,以氢代碳,实现有效替代,才是降低高炉CO_(2)排放量的有效途径。

煤粉锅炉发电机组深度调峰技术进展

为实现煤粉锅炉发电机组深度调峰的安全稳定运行,该文回顾国外调峰技术的发展历程,分析国内各种调峰技术路线的发展现状以及存在的问题,并预测未来调峰技术的发展方向。国内深度调峰运行策略集中于机组燃烧侧的低负荷运行、热电联产机组的热电解耦、储能耦合调峰以及快速变负荷响应等领域。针对不同的机组类型和调峰需求,应当综合考虑多方面因素,包括调峰效果、技术可靠性和运行经济性等指标,从中选择恰当的改造路线。未来,增加灵活调节电源装机比例、开展锅炉燃烧侧预热调峰技术改造、利用先进储能技术耦合调峰等方式参与机组的深度调峰运行将有很大的应用前景。

循环流化床飞灰制备猫砂研究

本试验以膨润土和循环流化床飞灰为主要原料,添加黏结剂和改性剂,采用圆盘造粒法制备了循环流化床飞灰猫砂。结果表明,当飞灰质量分数为50%时,猫砂吸水率为225.98%,团聚质量为23.4 g,团聚长度为33.54 cm。循环流化床飞灰猫砂的吸水率和粉碎率均低于商品猫砂,且成团质量较差,但是仍满足企业标准,且降低了膨润土猫砂的生产成本,避免了飞灰的二次污染。为改善循环流化床飞灰猫砂的色泽,降低其含尘量,在循环床飞灰猫砂中添加增白剂和涂层剂,以提高消费者的接受度和市场竞争力。

莱钢型钢1880m^(3)高炉粒煤喷吹改粉煤喷吹的攻关措施

莱钢银山型钢两座1 880 m^(3)高炉原设计采用粒煤喷吹技术,近年来已不能适应生产要求,存在经济性差、制煤量少、燃烧效率低、设备磨损严重等问题。2021年5月改为粉煤喷吹后,从上下部调剂入手,进行提升煤比的攻关,通过采取控制炉腹煤气量、改善煤气流分布及保证煤粉充分燃烧等措施,将煤比由155 kg/t左右提升到170kg/t左右,并阶段性地突破了175 kg/t,同时焦比降低了约15kg/t。高炉不仅实现了由粒煤喷吹改为粉煤喷吹的平稳过渡,而且炉况稳定顺行,平均利用系数达到3.4t/(m^(3)·d),取得了良好的经济效益和社会效益。

煤粉与含铁除尘灰高炉混合喷吹的数值模拟

含铁除尘灰是钢铁生产过程中的典型固废.本文中将除尘灰和煤粉混合喷吹进入高炉,通过建立数学模型对高炉风口回旋区的温度分布、煤粉燃尽率及煤气成分的变化进行研究.结果表明:在鼓风富氧率为3%、风温为1 473 K、煤比为140 kg/t的条件下,当除尘灰喷吹量(质量分数,下同)由0增至10.0%时,最大燃烧温度由2 519 K降至2 389 K,煤粉燃尽率由70.5%降至63.1%,回旋区附近的CO和CO_(2)质量分数均呈下降趋势;添加除尘灰后,高炉风口回旋区附近的煤气成分发生变化.因此,建议高炉煤粉与除尘灰混合喷吹时,应在满足高炉冶炼煤粉燃尽率的情况下确定除尘灰喷吹量.

基于统计过程控制的干粉气化炉新煤种试烧效果分析

因气化原煤本身的不均匀性,干煤粉气化炉在操作过程中不可避免地存在某些工艺参数波动,进而影响气化炉运行稳定性。为了定量评估神优3新煤种在干粉气化炉试烧中的稳定性,选择受控率和影响粉煤加压气化过程稳定性的主要工艺参数,对干粉气化炉气化过程进行统计过程控制分析。研究表明,气化过程主要工艺参数的受控率均在95%以上,四台干粉气化炉整体运行稳定性较好。进一步提升气化运行稳定性,可调整气化炉压力和有效气含量的控制范围,改进煤粉流量和甲烷含量的分析测量精度,优化气化炉结构。统计过程控制分析方法可用于分析、发现干粉气化炉运行关键工艺参数的波动,从而为气化炉生产过程提供指导。

高炉喷煤速率稳定性的控制与改进

酒钢本部1800 m^(3)高炉的喷吹系统在高罐压大煤量的喷吹过程中出现喷吹罐底部流化板压板断裂、流化板鼓包,清理煤粉筛时杂物堵塞喷煤支管等问题,对喷煤速率的稳定影响较大。针对以上问题,通过对煤粉筛、喷吹罐底部流化板压板进行改造,喷吹运行参数进行调整优化的措施,为稳定喷吹创造了条件,使小时实际喷煤量与计划量的误差稳定控制在±300 kg范围内,降低了瞬时喷吹速率的波动幅度,为高炉稳定炉况优化指标创造了有利条件。

煤粉粒度对高炉风口前燃烧性能的影响

安钢炼铁厂在喷吹瘦煤后 ,将小于 0 .0 74mm的比例由 70 %放宽到 30 %,使磨煤能力提高了2 1%。采用自行设计的风口取样器 ,研究了风口前气体成分和煤粉燃烧率的变化。当煤粉粒度变粗后 ,风口前循环区变长 ,放宽煤粉粒度与高富氧、高风温配合 ,能使高炉得到较好的经济效益。

高炉煤粉喷吹控制系统述评

通过对高炉煤粉喷吹系统各环节工作特性及煤粉喷吹量各调节方式的分析 ,指出煤粉喷吹量调节系统是一个动态、时变、随机干扰严重的多输入单输出非线性对象·总结并分析了煤粉喷吹量计量和控制技术的发展现状 ,指出目前煤粉喷吹量调节控制系统存在计量信号不准确、控制规律无自适应性等问题 ,并对智能控制技术用于解决喷煤量调节控制系统存在的难题作了展望·

基于现场数据的中速磨煤机动态建模研究

基于现场数据 ,结合电厂磨煤机系统的工作原理 ,通过对其控制系统分析 ,建立了磨煤机出口温度和磨煤机入口空气流量的状态空间动态数学模型。在不同的变工况过程中 ,以磨煤机冷风门和热风门开度为输入 ,所建立的磨煤机出口温度和入口空气流量的动态模型精确度较高 ,比较真实地反映了磨煤机的实际运行状况。由于系统本身具有强耦合性 。

高炉喷煤过程中未燃煤粉分析

通过测定邯钢高炉喷吹煤种的燃烧率,分析了邯钢高炉喷煤利用现状.测定了高炉除尘灰中的碳含量,利用岩相测试技术分析了除尘灰中未燃煤粉和焦炭存在的不同结构形态,并确定了高炉除尘灰中含碳物质的来源.结果表明,邯钢高炉除尘灰中的碳元素含量都比较高.炉尘中的未燃煤粉颗粒可分成微变原煤颗粒、气孔原煤颗粒和残碳颗粒;焦炭颗粒可分成类丝碳、粒状镶嵌结构、流动结构、片状结构、块状结构.结合邯钢高炉目前配煤情况,给出了提高邯钢煤粉燃烧率的有效建议,邯钢高炉混合喷吹的首选用煤为长治煤与大湾煤.

煤粉浓度对HCN与NH3析出特性的影响

为探索煤粉浓度对含氮化合物生成与转化过程的影响机理,以连续给粉的一维沉降炉试验台为依托,在不同煤种、粒径和炉温下,对不同煤粉浓度下HCN与NH3的析出浓度进行了测试,并对HCN与NH3析出量与NOx转化率及燃尽率之间的关系进行了分析。试验结果表明:挥发分越高,煤粉粒径越小,HCN、NH3析出浓度越大。细颗粒煤粉更容易在高浓度下析出NH3,在低浓度下析出HCN,而粗颗粒煤粉情况正好相反。炉温越高,HCN析出量越低,NH3析出量越高,炉温700℃是HCN与NH3析出浓度发生显著变化的转折温度。在煤粉燃烧过程中,含氮化合物主要以HCN的形式析出。NOx转化率主要取决于NH3/HCN析出浓度比,煤粉的燃尽程度主要与HCN的析出特性有关。高浓度煤粉燃烧非常有利于抑制含氮化合物向NOx的转化。

激光诱导击穿光谱法测量煤粉流的控制因素

用激光诱导击穿光谱(LIBS)法直接检测煤粉流时需要对主要控制因素进行优化,本文采用正交实验法考察了3个主要控制因素:功率密度、积分延迟时间和单位截面流量对LIBS测量煤粉流的影响。选用粒径小于0.2mm的煤粉作为实验样品进行了统计分析和方差分析。结果显示:在实验所选取的参数范围内,功率密度、积分延迟时间对有效激发率有显著影响,单位截面流量的影响程度最低。优化后的方案为:功率密度9.4×1011 W/cm2,积分延迟时间1 500ns,煤粉流量根据经济性原则在合理范围内选取。得到的结果表明该方法可用于指导煤粉流的实际在线测量。

基于热分析法的神府粉煤低温热解影响因素研究

利用TG-DTG热分析仪对神府粉煤热解特性进行实验研究,考察升温速率、煤样粒径和载气流速对神府粉煤热解过程的影响,并通过正交实验确定最大失重速率的最佳条件.热重实验结果表明:升温速率、煤样粒径和载气流速对热解失重均有影响.升温速率和载气流速增大,热解失重量减少.粒径对热解失重率的影响呈抛物线分布,最大热解失重量存在最佳粒径,本实验所研究的粒径小于0.84mm的神府煤,热解过程中最佳粒径为0.25mm^0.42mm.正交实验结果表明:升温速率是影响煤热解过程的主要因素,其次是粒径,载气流速对热解影响最小;当神府煤的煤样粒径为0.25mm^0.42mm、升温速率为30℃/min、载气流速为120mL/min时,热解失重速率最大,为4.95%/min.

多因素影响下煤层气井生产初期合理排水量确定

生产初期排水量合理与否影响煤层气井整个生产过程中的排水采气效果,无因次含气率为0.25时,认为排水初期阶段结束。为确定新投产煤层气井生产初期合理排水量,建立考虑压敏效应、基质收缩和煤粉剥离、堵塞效应对煤储层物性的影响模型,研究生产初期不同排水量对煤储层物性的影响;并编制了新投产煤层气井合理排水量确定软件。研究结果表明:生产初期结束时的煤储层孔隙度和渗透率随着排水量的加大先增大后减小,峰值处对应的排水量确定为合理排水量。利用该软件确定了某煤层气井排采初期的合理排水量,结合数值模拟结果分析在该排水量控制下该煤层气井的排采效果较好,该模型对新投产井生产初期合理排水量的确定提供理论依据。

某1000MW对冲燃烧超超临界锅炉水冷壁汽温偏差分析及设计运行对策

针对1000MW超超临界锅炉水冷壁出现的较大汽温偏差进行了试验研究和水动力计算。在锅炉结构和燃烧方式的基础上建立了平顶山发电分公司锅炉的流动网络系统水动力计算数学模型,根据计算模型划分的流动回路在现场布置了相关试验测点。通过现场启炉试验、变磨煤机投运方式试验和中间混合集箱混合效果试验,结合水动力计算结果,探索各因素影响汽温偏差的规律。研究结果发现,升负荷速率和局部热负荷过大会造成较大汽温偏差,启炉过程中应控制升负荷速率不大于25MW/min;在4台磨投运试验工况中推荐BCEF组合方式,5台磨投运试验工况中推荐ABCEF组合方式;中间过渡段混合集箱50%BMCR负荷至100%BMCR负荷混合效果良好。在锅炉整体结构设计方面,需通过增大进入上炉膛前墙的流动截面积以改变前墙水动力适应性,降低其热敏感性。

热重分析法研究煤粉燃烧过程动力学的Arrhenius方程修正式

煤粉的燃烧过程常被作为能量的提供者应用于不同工业,为研究升温速率对煤粉燃烧过程动力学的影响.本文采用热重分析法对20℃/min、25℃/min、30℃/min和35℃/min升温速率下的煤粉燃烧过程进行分析.结果表明:随升温速率的提高,煤粉燃烧过程有明显的热滞后现象.根据煤粉燃烧过程的特点,以反应速率曲线波谷对应的温度点,将着火点到燃尽点的燃烧过程划分为两个阶段,并分别采用界面化学反应模型和内扩散模型来描述相应阶段的动力学过程.由所获得动力学参数可知,不同升温速率下活化能E_(ai)和指前因子Ai的动力学补偿效应可表示为ln A_i=a E_(ai)+b,升温速率β对活化能E_(ai)的影响可表示为E_(ai)=△E_alnβ_i+E_(a0).随将常用的Arrhenius方程ln k_i=-E_(a0)/RT+ln A_0修正为ln k_i=-E_(a0)/RT+△E_a(a-1/RT)lnβ_i+ln A_0来描述升温速率β对煤粉燃烧过程反应速率常数k的影响.而后,采用10℃/min、15℃/min、40℃/min和45℃/min升温速率下的煤粉燃烧试验对Arrhenius方程修正式的外推性进行验证,效果良好.因此,Arrhenius方程修正式不仅能很好地描述升温速率β对煤粉燃烧过程化学反应速率常数k的影响,而且还具有一定的外推性.

高效高炉低燃料比、大喷煤比的研究

论述了我国高炉喷煤的发展现状 ,高效高炉的发展趋势是低燃料比、大喷煤量 ,在 5 0 0 kg/ t燃料比下喷煤比的目标是 2 30～ 30 0 kg/ t,部分高炉已形成焦炭和煤粉的消耗几乎相等的新的并列燃料结构。我国的高炉均应大力提高喷煤比 ,逐步改善煤粉和焦炭消耗比例。通过提高改善炉料结构、改进焦炭和喷吹煤粉的质量、提高热风温度、富氧、确保高炉稳定顺行等措施 ,高炉提高喷煤比均有很大的潜力。

呼伦贝尔褐煤等温干燥过程

以水分含量高达40%的呼伦贝尔褐煤煤粉为实验物料,利用热重法研究了等温条件下的干燥特性,对比分析了温度、颗粒粒度对干燥过程的影响。实验结果表明,呼伦贝尔褐煤干燥过程具有明显的恒速干燥阶段,其特征与干燥温度和自由水含量密切相关。获得了呼伦贝尔褐煤煤粉在不同温度和粒度条件下的临界含水量(MCcr)和平衡含水量(MCeq),发现随着颗粒粒度的减小,褐煤煤粉干燥速率略有增大,但当粒度较小时,粒度因素对干燥过程的影响不明显。MCcr与MCeq均随温度的升高而减小,而随着颗粒粒度的减小,MCcr略有降低,MCeq略有增大。实验结果可以为褐煤制粉干燥工艺条件的选择和优化提供依据。