粉煤锅炉刚玉质炉衬结渣特性实验研究

采用了光学显微镜,X射线衍射等方法对煤粉气流燃烧过程在刚玉质炉衬上的渣样进行了测试,并就渣样的形貌及结晶特性、渣样成分与刚玉之间的高温烧结特性进行了分析研究.研究结果表明:煤粉气流焦炭颗粒着火燃烧时释放出的CO使焦炭颗粒处于还原性气氛中,降低了灰渣熔融温度,增强了熔融煤灰与炉衬之间的粘结作用;煤灰中的Fe2O3、CaO、TiO2等晶核剂在煤粉燃烧过程中对刚玉质炉衬上的灰渣结晶程度的影响明显,Al2O3对刚玉质炉衬上熔融煤灰冷却过程的成核结晶的作用不明显;灰渣的结晶度较好地反映了灰渣与刚玉质炉衬粘结作用,在焦炭颗粒着火燃烧的区域,煤样Ⅰ和煤样Ⅱ灰渣的结晶度达到最小,分别为49%、32%左右.图4,表3,参15.     

高温煅烧下碳化硅质耐火板上的煤灰结渣特性

采用扫描电镜、能谱分析仪和X线衍射仪等对高温煅烧下煤灰在SiC耐火板上的煅烧渣样进行测试,并分析渣样的形貌、渣样成分及与SiC质耐火板之间的高温黏结结渣特性.研究结果表明:随着温度的升高,熔渣碱性金属氧化物的均匀成核结晶增强,促进耐火板表层SiO2保护膜解体,加速SiC在熔渣中扩散,这使得灰渣对SiC质耐火板的黏结作用在初始变形温度处最强,相应的结晶度最小,为49.68％.     

添加剂对准东煤灰熔融特性的影响

以4种典型的准东煤为煤样,利用SiO2-CaO-Al2O3三元系统相图分析了准东煤结渣倾向性的变化,并采用灰熔融温度测试仪研究煤灰化学成分和灰熔融性的关系,寻求提高准东煤灰熔融温度的方法.结果表明,根据三元相图的灰熔融性趋势,预测添加适量的氧化物添加剂可以提高煤灰的熔融温度,并通过试验进行验证.发现神华煤分别添加5%的CaO和5%的Al2O3,可以显著地提高煤灰熔融温度;SiO2对准东煤灰熔点的影响具有两面性.研究结果为准东煤的实际工业应用提供了理论依据,考虑到经济性,电厂、工业锅炉可以添加石英砂、高矾土、石灰石的混合物,使其更好地解决准东煤问题.     

保护渣成分对结晶矿相的影响

熔融保护渣在MoSi2高温电阻炉内以2℃/min降温速率冷却至室温,制成薄片,采用岩相显微镜分析保护渣的结晶矿相·结果表明:在本实验条件下,结晶矿相主要有枪晶石,硅灰石,黄长石,个别渣样有霞石,萤石,橄榄石;增大保护渣碱度,能促进保护渣结晶;随着渣中CaF2,Na2O,K2O和Li2O质量分数的增大,保护渣结晶化率增大;随着渣中Al2O3,MgO,BaO和MnO质量分数的增大,保护渣结晶化率减小·     

添加CaCO3对煤灰熔融性影响及其机理的研究

考察了CaCO3不同添加量对三种低灰熔点煤样的软化温度（ST）的影响,揭示了CaCO3对煤灰熔融性的影响规律。同时结合X射线衍射技术及CaO—Al2O3—SiO2三元相图探讨了加入CaCO3后的煤灰熔融机理。结果表明,煤灰熔点随CaCO3加入量的提高先降后升,当煤灰CaO超过一定含量后可起到提高灰熔点的阻熔剂作用。机理表明氧化钙在加热过程中与其他成分会生成多种高含钙化合物,各物质之间会形成低温共熔化合物,造成灰熔点降低,当钙含量过高时,由于过剩氧化钙的存在,灰熔点上升。     

添加剂对准东煤灰熔融特性影响的研究

以四种典型的准东煤为煤样,利用SiO₂-CaO-Al₂O₃三元系统相图分析了准东煤结渣倾向性的变化,并采用灰熔融温度测试仪研究煤灰化学成分和灰熔融性的关系,寻求提高准东煤灰熔融温度的方法。结果表明,根据三元相图的灰熔融性趋势,添加适量的氧化物添加剂可以提高煤灰的熔融温度,实验中神华煤添加5%的CaO,5% Al₂O₃的可以显著的提高煤灰熔融温度。研究结果为准东煤在实际工业应用提供理论依据。     

若干典型煤灰样烧结熔融特性研究

为了进一步认识灰渣的沾污结渣特性,对不同灰熔点的六种煤灰样的烧结熔融特性展开试验研究.通过烧结率变化规律、X射线衍射仪(XRD)物相分析、微观扫描电镜(SEM)和电子探针分析,研究煤灰样烧结熔融特性及其差异原因.结果表明,煤灰的强烧结性主要是因为较多低灰熔点的钠钾复合化合物等生成,而弱烧结性煤灰中含有大量高熔点物相.特别需要指出的是,灰熔点低的煤其烧结性未必强,而灰熔点高的煤其烧结性未必弱,关键取决于其反应生成的物相及其特性.     

卫燃带对炉内燃烧过程影响的数值模拟研究

针对煤粉炉设计与改造时卫燃带的敷设位置与面积难以准确确定的难题,提出了以锅炉热力计算为基础、用炉内燃烧过程三维数值模拟定量分析卫燃带位置与面积对炉内温度场及燃烧效率的方法,并用这种方法对某厂一台130t／h煤粉炉进行了数值模拟研究．结果表明：三维数值模拟方法可以定量地分析卫燃带对炉内温度场及燃烧效率的影响,并与实际结果比较吻合．     

煤灰熔融性的影响因素及其调控

综述了煤灰熔融性的影响因素及国内外研究进展。从定性和定量两个方面对煤灰化学组成与煤灰熔融性的关系进行了概述。总结了煤灰中典型的耐熔矿物质和助熔矿物质,并分析了其在受热过程中的演变规律。结合实例,简述了配煤、添加助剂两种调控煤灰熔融性的方法;揭示了反应气氛、压力对煤灰熔融性的影响。在分析讨论的基础上为气化、燃烧设备排渣工艺的优化以及煤种适用范围的扩大提出了建议。     

利用X射线衍射仪(XRD)分析高温煤灰熔融机理

选择3种不同灰熔融温度的煤,在弱还原性气氛下,利用XRD考察不同加热温度下煤灰熔融过程中的矿物演变过程,并对煤灰的熔融机理进行探讨。结果表明:3种煤中的晶体矿物主要有高岭石、石英、方解石、石膏和黄铁矿等,煤中高岭石和石英的含量与煤灰熔融温度成正相关影响。煤中方解石、黄铁矿和石膏含量与煤灰熔融温度成负相关影响。815℃煤灰中晶体矿物主要为石英、硬石膏和赤铁矿等。随着加热温度的升高,煤灰中石英、硬石膏等结晶矿物含量逐渐减少,生成新的矿物。莫来石的生成是导致煤灰熔融温度高的主要原因。低灰熔融煤灰在加热过程中,1 100℃时少量铁钙辉石的生成起到了降低煤灰熔融的作用。     

旋流煤粉燃烧第四类稳燃技术

将国内外旋流燃烧器现有的稳燃措施根据其稳燃原理分为3类.分类分析现有稳燃措施不能适应低挥发分煤稳燃的原因和存在的问题,分析得出:扩口、扩流锥、浓淡燃烧、齿环稳燃器等稳燃措施都没有考虑煤粉气流进入炉膛后与高温烟气迅速混合问题.在这些稳燃措施的流场中,煤粉气流进入炉膛,除脉动外,首先沿回流区外缘流动,向外扩张,与二次风混合过早,而并不迅速与热烟气混合;煤粉气流与高温烟气的混合动力为二者之间的横向湍流脉动,混合强度弱.因此,对于低挥发分煤不能起到良好的稳燃作用.提出了第4类稳燃技术花瓣稳燃器,该技术充分考虑了煤粉气流与高温烟气间的掺混速度和前期掺混强度.花瓣稳燃器能够在其背流面形成轴向和径向多种回流区,使得煤粉颗粒与高温烟气间的混合动力除横向湍流脉动外还有宏观对流混合,加大了二者之间的热质交换强度.     

火驱燃烧状态判定试验

在火烧油层的燃烧过程中需要监测油、气、水的变化。为了充分利用监测数据,在室内燃烧管试验的基础上,监测产出气体随时间的变化,引入氧气含量导数和气体指数(产出废气实际值与理论值之比)的概念,利用产出气体组合曲线结合火烧油层机制对火烧油层过程进行阶段划分,考查各阶段的特征。结果表明:火烧油层过程可划分为通风、点火、稳定、衰减、熄灭5个阶段;产出气体组合曲线可以作为判断火烧油层燃烧阶段和燃烧状态的依据;在火烧油层稳定燃烧阶段,产出端气体指数一般为0.66～1,低于0.66则燃烧状况不好,甚至灭火;该分析方法简单可行,所得结果与现场资料吻合良好。     

混烧锅炉富氧燃烧的数值模拟

富氧燃烧会对煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内的燃烧特性产生重要影响.以130 t/h煤粉和高炉煤气混烧锅炉为研究对象,采用Fluent流体力学软件,对助燃气体(O2/N2)在3种不同氧气体积百分数(21％,23％,27％)工况下煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内的燃烧过程进行数值模拟.模拟得到3种工况下:炉内的温度场分布,烟气流场特性,火焰长度.模拟结果表明:随着氧气浓度的增加,燃料着火速度更快,燃烧更稳定,出口烟温逐渐降低,炉内烟气流速逐渐减少,强化了炉内传热效果,提高了锅炉热效率.     

燃烧室几何形状和位置对燃烧过程的影响

采用自制的喷雾燃烧多功能动态可视化试验装置,对柴油机燃烧室几何形状和位置对燃烧过程的影响进行光学法研究,获得口径为62 mm圆柱形、55 mm缩口形、55 mm缩口偏置凹坑形3种不同形状燃烧室的喷雾燃烧过程照片。研究结果表明:与圆柱形燃烧室相比,缩口形燃烧室和缩口偏置形燃烧室的燃油蒸发速度及混合速度增加,始燃点(曲轴转角)提前3°~5°,后期扩散燃烧速度加快,整个燃烧持续期(曲轴转角)缩短7°~9°。     

内燃机机械噪声和燃烧噪声的识别分离

针对内燃机噪声识别问题,建立了数学模型并编制了相应的程序,在程序中加入作用全局阈值的小波变换降噪程序,保证程序的抗干扰性后,实现了燃烧噪声和机械噪声的频谱分离和A计权声功率级计算。以某CG125型摩托车发动机为例,通过构造包含不同干扰噪声的理论算例仿真识别,验证了程序的准确性和实用性。识别结果表明:分离前后的燃烧噪声和机械噪声的频谱吻合良好,A计权声功率级误差均小于0.6dB。     

二甲醚甲醇复合燃烧的燃烧特性研究

在进气道喷入二甲醚(DME),利用DME较易压燃的特点,引燃往缸内直喷的甲醇,本试验研究了甲醇的喷油时刻对燃烧特性的影响.结果表明:在小的喷油提前角下,燃烧过程由DME的低温燃烧、高温燃烧和甲醇的扩散燃烧组成;在中间喷油提前角较小负荷下,燃烧模式以甲醇的预混燃烧为主;在较大负荷下,燃烧模式以甲醇的扩散燃烧为主;在较大喷油提前角下,甲醇以预混燃烧模式为主.在大喷油提前角下,放热率具有DME/甲醇双燃料HCCI燃烧的特性.     

预混合燃烧方式的混合气形成与燃烧的研究

通过高速纹影摄影及激光多普勒测速技术对伞喷油嘴的喷雾特性进行了研究，并获得了与多孔喷油嘴喷束不同的规律，通过在Ｅ１５０型和１３５型试验机上的伞喷燃烧试验取的示功图及性能参数表明具有预混合燃烧的特点，改善了经济性和排放指标。     

燃烧室形状对柴油机燃烧及排放影响的试验研究

在105单缸柴油机上，针对燃烧室形状对柴油机燃烧及排放特性的影响进行了试验研究，试验结果表明，中央突起缩口燃烧室具有较高的涡流和挤流强度并有较长的高涡流持续期，可加快缸内混合气的形成和燃烧速度，通过延迟喷油定时，减少了预混合燃烧量，在柴油机油耗率基本不变的前提下，降低了烟度和NOx的排放量。     

直喷柴油机双壁面射流燃烧系统燃烧特性研究

控制直喷式柴油机高速工况的放热率,能保证柴油机最佳的排放性能和经济性能.通过降低柴油机几何压缩比,推迟着火始点,可降低柴油机的燃烧最高温度和NOx排放;通过采用双壁面射流技术,能实现快速燃烧,不至于使油耗率和烟度恶化.基于上述思想,在柴油机3 000r.min-1转速下进行了试验研究.结果表明:双壁面射流燃烧系统与原机油耗率相差不大,NOx排放得到了大大的降低,但双壁面射流燃烧系统的烟度在大负荷下有所增加.双壁面射流燃烧系统的缸压峰值与原机相比,有大幅度的降低,着火后的压力升高比也低于原机.双壁面射流燃烧系统的着火始点与原机相比,滞后2～3℃A.3 000r.min-1各负荷下,在累计放热率5%～50%阶段,双壁面射流燃烧系统几乎与原机有相同的燃烧速率,都属于快速燃烧;在累计放热率50%～90%阶段,双壁面射流燃烧系统的燃烧速率变慢.