煤粉粒径对燃烧特性影响的试验研究

对4种不同粒径的冷水江煤和郑州矿物局贫瘦煤在升温速率均为20℃/min、气体流量为65mL/min的试验条件下进行了热重试验。结果表明:随着煤粉粒径的减小,最大燃烧速率出现得更早,着火提前;着火温度降低,燃尽温度也随之降低;煤粉活化能减小,煤粉的综合燃烧特性指数有较大提高,燃烧特性得到改善。

O_2/CO_2气氛煤粉粒径对PM_(2.5)形成的影响

采用管式炉研究了煤粉粒径对可吸入颗粒物排放特性的影响.试验煤种为徐州烟煤,煤粉粒径分别为135～220μm,91～135μm,61～91μm和0～61μm;燃烧试验在1123K,O2/CO2气氛下进行.试验用荷电低压撞击器(ELPI)采集燃烧后的可吸入颗粒物.结果显示:煤粉粒径是燃烧过程中影响PM2.5(2.5μm以下颗粒物)生成的重要因素,粒径越小,生成的PM2.5越多;4种粒径煤粉燃烧后生成的PM2.5粒径分布都是相似的双峰分布,峰值点分别出现在0.2和2.5μm左右.随着煤粉粒径的减小,S,Na和K几种元素的浓度值增加很大,Ca和Si的浓度值减少很多,而Fe的浓度值变化不大.粒径小于0.317μm的颗粒可能通过气化-凝结机理形成,超微米颗粒则可能是通过亚微米颗粒凝聚、聚结和矿物质熔融、破碎、聚结形成.

煤粉粒径对HNCERI气化炉碳转化率与固/液渣层分布的影响

以中国华能集团清洁能源技术研究院(Huaneng Clean Energy Research Institute,HNCERI)两段干粉加压气化炉为研究对象,采用考虑了焦炭颗粒表面气体组分扩散效应的随机孔模型计算焦炭气化反应速率以评估碳转化率。同时,耦合熔渣子模型计算气化炉一段壁面固液渣层分布特性和热损失,研究了煤粉粒径对HNCERI气化炉碳转化率和固液渣层分布特性的影响。结果表明所构建的模型可以准确预测气化炉出口主要气体组分组成、碳转化率和气化炉一段壁面热损失;气化炉一段碳转化率受固有气化速率和停留时间控制,二段主要受颗粒停留时间控制;因此,通过减小煤粉粒径可以减小气体在颗粒表面扩散阻力,有利于提高气化炉一段碳转化率,而适量增加煤粉粒径可以增加煤粉颗粒在气化炉二段的停留时间,有利于提高二段碳转化率。模拟结果显示煤粉颗粒粒径从20μm增加到200μm,一段碳转化率从99.68%降低到了95.06%,二段碳转化率从69.03%增加到了89%。煤粉粒径对气化炉上缩口和直段壁面液态渣层分布影响很小,但显著影响固态渣层厚度的发展。

SBR中煤粉粒径对模拟生活污水处理效果的影响

针对污水处理提质增效和污泥处置难的问题,通过向SBR反应器中投加煤粉,构建了煤粉活性污泥系统,研究了煤粉粒径分别为0.280~0.180、0.180~0.154、0.154~0.125、0.125~0.106及<0.106 mm条件下SBR反应器的处理效果。结果表明,在煤粉投加量为0.4 g/L的条件下,COD、氨氮、总氮、总磷出水浓度均可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准。综合考察处理效果和经济因素,选用粒径0.154~0.125 mm的煤粉投加污水处理系统较为合适。此条件下,COD、氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别是92.96%、91.71%、70.13%和97.41%,平均出水浓度分别为29.29、3.39、12.77、0.20 mg/L。

煤粉粒径对突出冲击波传播特征的影响

为研究煤粉粒径对煤与瓦斯突出冲击波传播特征的影响,自主研制了一套突出粉煤—瓦斯两相流模拟实验系统,开展不同煤粉粒径条件下的突出模拟实验,突出过程中实时监测模拟巷道不同位置冲击波超压随时间的变化规律。实验结果表明:在各监测点冲击波超压呈现正相与负相交替变化的格局,冲击波超压峰值与突出腔体内煤粉粒径呈正相关关系;突出冲击波在巷道内的传播速度也受煤粉粒径的影响,即煤粉粒径越小,冲击波传播速度越小,且冲击波传播速度沿着巷道呈衰减趋势。

煤粉粒径分布对电站锅炉低氮燃烧器性能的影响

通过对WR型低氮燃烧器的分离器进行分析计算,研究了煤粉在分离器内的运动过程以及影响分离器效率的因素。结合某300 MW煤粉锅炉的变工况试验结果表明:WR型低氮燃烧器的合理运行区间应高于75%额定负荷;当锅炉负荷低于75%额定负荷时,由于煤粉粒径的重新分布,将使WR型低氮燃烧器的分离器效率有所下降,进而引起浓淡燃烧效果下降、NOx排放量升高。

基于声发射信号与BP神经网络的煤粉粒径识别研究

煤粉粒径的测量是燃煤电站一项重要的工作。针对目前筛分法存在的缺点,提出了一种结合声发射信号与BP神经网络在线识别煤粉粒径的方法。在频域中对噪声信号与煤粉声发射信号进行比较,确定了信号中反映煤粉粒径的频率区间,并利用小波包置零方法对信号进行去噪,在信噪比与信号平滑度方面比较了几种常用小波函数的去噪效果。通过功率谱分析发现了信号能量随煤粉粒径的变化特征。最后提取信号能量特征,利用BP神经网络对煤粉粒径进行识别。研究结果表明,结合声发射信号与BP神经网络识别煤粉粒径,可以获得良好的效果。

燃煤电站煤粉粒径监测研究进展

目前测定煤粉粒径的方法有筛分法、图像识别法和激光衍射法。简要介绍了这3种方法,并就其实际应用情况进行阐述,以期为日后相关工作提供参考。

基于获得不同煤粉粒径分布对制粉系统的优化

鉴于中心试验基地输运床气化(KSY)和粉煤热解-气化一体化技术(CCSI)2套装置对煤粉粒径要求的不同,研究了磨煤机进煤量,系统循环风量,磨煤机设备本体(磨碗与磨辊间距离,磨煤机顶部折向门的开度,磨煤机内部部分内椎体的拆装)对煤粉粒度的影响。获取了分别满足2套装置需要的煤粉粒径分布的操作参数,并克服了制粉系统运行周期短,开车频率高,磨煤机低负荷运行等因素的影响,获得了制粉系统最优化操作参数。

煤粉粒径对骨料烘干煤粉燃烧器排放特性的影响

构建骨料烘干煤粉燃烧器内煤粉燃烧行为的控制模型,以污染物含量为评价标准,研究了骨料烘干煤粉燃烧过程中煤粉粒径对排放特性的影响规律.结果表明,随煤粉粒径增大,煤粉在燃烧器内燃烧不充分,CO排放量增加,CO2排放量逐渐减少,SO2排放量增加,NO排放量在煤粉粒径为100mm时最小.

煤粉工业锅炉炉膛结焦的影响因素及改进对策

炉膛结焦严重威胁燃煤锅炉运行的的安全稳定运行,某供热热水锅炉燃烧器周围及同水平面后墙侧墙位置结焦现象严重影响锅炉的长期运行并增加安全隐患。通过对结焦情况长期观察,基于煤灰的化学成分对结焦影响的分析,结合燃煤锅炉燃烧结焦的机理,采取优化锅炉运行氧含量、增大内二次风占比、减小煤粉颗粒粒径、优化煤种等措施对不同条件下的结焦现象进行对比分析,以探讨减缓炉膛结焦进程的改进对策。研究发现煤种是影响煤粉工业锅炉燃烧结焦的最主要因素,优化煤粉粒径及配风也有一定影响;通过现场取样对锅炉现用煤粉进行煤质及灰成分对比分析,并根据灰成分进行结渣性判别指标计算,结果表明锅炉燃烧现用煤种的灰熔融性温度较低,煤灰软化温度为1170℃,属于典型的易结焦煤种,结渣性严重。综合分析认为:锅炉燃烧煤种发生改变,煤的灰熔融温度较低是影响煤粉工业锅炉燃烧结焦的最本质因素。为进一步解决现场实际问题,采取破坏煤灰中酸碱比提高硅比,提升煤的灰熔融温度,配合调节煤粉粒径等措施。经调整后的锅炉连续运行时长明显延长,结焦状况得以改善,说明燃烧调整改进对策取得良好的效果。

煤粉气流着火特性与粒径之间关系的研究

在煤粉燃烧领域，随着人们普遍对锅炉低负荷燃烧、开发新式燃烧器等方面问题的重视，煤粉的燃烧特性成为最基础也是最关键的课题之一，而其与颗粒直径的关系，综观以往的有关研究，却众说纷坛。文中深刻总结了以往的试验研究及理论研究，指出了其中存在的问题，澄清了研究的误区，提出了正确的研究方向，对这一问题的深入研究有重要的意义。

煤颗粒物性及热转化特性随粒径变化规律研究

与常规煤粉(百微米)相比,超细煤粉(<20mm)的颗粒性质与热转化特性均可得到明显改善。本文以神华烟煤为研究对象,采用元素分析仪、傅里叶变换红外光谱仪和扫描电子显微镜对不同粒径煤粉的元素组成、官能团分布及微观表面形貌进行了分析,采用热重分析仪(TGA)对不同粒径煤样的热解及燃烧特性进行了研究。结果表明:随着煤粉粒径的减小,C元素含量逐渐增加,煤粉表面变得更加粗糙,煤粉表面羟基官能团增多,而芳烃C=C及CH3官能团减少;煤的热解过程可分为干燥、快速热解和热缩聚3个阶段;随着粒径的减小,热解最终失质量逐渐减小;在煤的燃烧过程中,随着煤粉粒径的减小,着火温度Ti、燃尽温度Tf具有减小的趋势,而最大燃烧速率(dω/dt)max与综合燃烧特性指数S具有增大的趋势,煤粉的燃烧特性随着其粒径的减小而得到明显改善。

煤层气储层煤粉运移规律试验研究

在研究煤粉形成及运移规律的基础上,通过室内人造裂缝的方法,开展了不同粒径的煤粉在不同裂缝宽度、不同流动速度下的运移规律试验,研究了裂缝宽度、流动速度、煤粉粒径与出粉量、渗透率的关系,对制定生产中煤粉控制措施具有重要的指导意义。研究结果表明,随着流量的增大,煤心出口端煤粉含量增多,煤岩的渗透率下降,渗透率伤害率升高;在排水的初始阶段,在相同裂缝宽度、相同颗粒直径下,随着排水体积的增加,渗透率伤害率非常大,但是排出一定体积之后再继续排水,渗透率下降速度减慢。

超细煤粉再燃技术降低NO_x排放试验

通过试验研究确定了超细煤粉再燃技术中影响NOx排放的主要因素.研究结果表明,对于不同煤种的主燃料,超细煤粉再燃均能起到显著降低NOx排放的作用,脱氮率在50%-70%之间;高挥发分的褐煤、烟煤是较好的再燃燃料;煤粉越细,对NOx的还原性越强,同常规粒度煤粉再燃相比,使用超细煤粉,NOx脱除率增加了10%以上;随着再燃燃料比例的增加,各工况均呈现NOx排放量降低、脱氮率增加的趋势.

印尼褐煤和山西烟煤燃烧的热重实验及反应动力学分析

为了掌握印尼褐煤的燃烧性能,为电厂掺烧褐煤提供理论依据,采用热重分析仪进行了印尼褐煤和山西烟煤的着火燃烧实验。利用TG-DTG曲线法确定了两种煤的着火温度、燃尽温度和最大失重速率点温度,并通过Coats-Redfern积分法进行了煤粉燃烧的反应动力学分析,研究了煤种、升温速率和煤粉粒径对煤粉燃烧特性及动力学特性的影响。结果表明:相较于山西烟煤,印尼褐煤的着火温度、燃尽温度最大失重速率点温度以及燃烧反应活化能均较低,表明印尼褐煤的燃烧性能优于山西烟煤;在热滞后效应的影响下,随着升温速率的增大,印尼褐煤和山西烟煤的着火温度、燃尽温度和最大失重速率点温度均提高,活化能降低,燃烧更加剧烈;煤粉粒径的增大使煤粉的着火温度、燃尽温度、最大失重速率点温度以及活化能均提高,不利于煤粉的着火和燃尽;煤粉粒径对印尼褐煤特性的影响远比山西烟煤明显,可通过调控煤粉细度调节褐煤燃烧特性。

神木烟煤燃烧时NO_x生成特性的试验研究

在一维热态试验炉上,采用双调风旋流燃烧器对神木烟煤进行了燃烧试验,研究了不同因素对NOx生成规律的影响.结果表明:随着一次风率f1的提高,NOx排放浓度先降低后上升,而煤粉燃尽率提高;当外二次当量风旋流强度Ωdl=0.87时,煤粉的燃尽率最高,而当Ωdl=1.08时,NOx排放浓度最低;降低外、内二次风风量比ε有利于煤粉的燃尽,当ε=3时,NOx排放浓度最低;当过量空气系数α=1.3时,煤粉的燃烧状况最好;抑制NOx排放的最佳煤粉粒径为20.77μm,煤粉的燃尽率随粒径的减小而提高.

不同煤粒粒级配比下的煤与瓦斯突出实验研究

根据煤与瓦斯突出"综合假说"理论,煤的物理力学性质在突出过程中扮演着重要的角色。利用大型煤与瓦斯突出模拟试验台为工具,选用粒径为5-10目、10-40目、40-80目,以及5-10目和10-40目不同粒级配比下的煤粒,在相同实验参数条件下制作成突出煤样,并分别进行煤与瓦斯突出模拟实验。结果表明:煤层吸附瓦斯是放热过程,煤体温度会不断增加,突出过程则正好相反。煤体的破碎程度越大(粒径越小),突出危险性程度就越高、发生突出的强度就越大;但突出强度大并不一定表现为粉碎率高,原因在于煤的破碎程度越高,进一步破碎的难度就越大,要达到相同破碎率所需的能量就越大。

超细煤粉孔容积和燃烧特性研究

对不同粒度煤粉的结构形态、内孔分布和燃烧特性进行了试验。结果表明,煤粉粒度越小,孔容积越大,燃烧温度越低,燃尽率越高。研究结果对确定再燃所需要的最佳煤粉细度具有一定参考意义。

煤岩填砂裂缝导流能力实验研究

在煤岩填砂裂缝导流能力的实验研究中,分析研究煤粉粒径以及支撑剂铺砂浓度这两个方面对煤岩填砂裂缝导流能力的影响。从实验结果来看,裂缝导流能力随着围压的增加而降低。煤粉的粒径越小对裂缝的导流能力造成的损失越大。铺砂浓度越大,煤岩裂缝之间所产生的导流裂缝的缝宽越大,导流能力越好。铺砂浓度为0.5 kg/m2的裂缝导流能力随围压的变化非常明显,趋近于线性变化,对压力较为敏感。