神木煤一维炉热态结渣过程和添加剂防结渣的试验研究

论文摘要

能源是制约社会经济发展的关键因素,我国是一个贫油少气的国家,煤炭在主要的能源生产和消费结构中占到了主导地位。但我国煤炭的品味参差不齐,煤种复杂多变,且电站锅炉燃用的煤种多为易结渣的劣质煤,直接导致锅炉受热面产生了积灰和结渣等一系列的问题,严重威胁着锅炉运行的安全性、经济性和可靠性。本文选取我国典型的易结渣动力煤神木煤作为试验煤种,对煤粉的物理化学性质进行了试验分析,得到影响煤燃烧结渣的灰成分、灰熔点和煤粉细度等相关数据,为结渣试验奠定了理论基础。本文经过大量调研和精心设计,建立和完善了一维炉热态结渣试验台,该系统为半工业化试验台,试验所取得的数据对实际工程具有指导意义。该系统中的关键部件结渣棒测枪系统能够模拟锅炉水冷壁受热面,用来对试验中的灰渣进行取样分析,并利用水冷CCD图像传感器对结渣过程进行实时监测,掌握灰渣的沉积、聚集和生长过程。试验中将3种添加剂按不同剂量分别加入到神木煤中进行结渣试验,对各工况所获得的灰渣进行外形特性和结构特性分析,并对试验过程中结渣棒的换热情况进行分析比较。结果表明,在神木煤中加入添加剂可以有效地防止或者减轻煤燃烧过程中的结渣情况,并提高受热面的换热效率,可以为工程应用提供参考和指导。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题提出的背景和意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 结渣的危害
• 1.5 影响结渣的因素
• 1.5.1. 影响炉内结渣的因素分析
• 1.5.2. 影响结渣强度的因素
• 1.6 防止锅炉结渣的方法
• 1.7 本文的主要研究内容
• 第2章 煤粉燃烧结渣过程及其机理
• 2.1 煤中矿物质的主要元素及存在形式
• 2.2 煤在研磨过程中矿物质的偏析与富集
• 2.3 锅炉受热面灰渣的形成过程
• 2.4 煤燃烧过程中产生灰渣的特性和类型
• 2.5 结渣机理
• 第3章 一维炉热态结渣试验设备和方法
• 3.1 一维炉热态结渣试验台介绍
• 3.1.1. 炉膛本体
• 3.1.2. 风系统
• 3.1.3. 燃料系统
• 3.1.4. 尾部冷却系统和除尘系统
• 3.1.5. 点火系统
• 3.1.6. 测枪系统
• 3.1.7. 温度信号传感器
• 3.1.8. 温度信号采集系统
• 3.1.9. 烟气分析系统
• 3.1.10. CCD图像采集系统
• 3.2 一维炉热态结渣试验方法
• 第4章 神木煤添加剂热态结渣试验
• 4.1 试验煤样的选取与分析
• 4.2 试验煤样的制备及工况安排
• 4.2.1. 煤样细度分析
• 4.2.2. 试验工况及煤样配制
• 4.3 神木煤结渣试验结果分析
• 4.3.1. 神木煤结渣样品分析
• 4.3.2. 神木煤结渣过程监测
• 4.3.3. 结渣试验温度监测
• 4.3.4. 各工况热通量对比分析
• 4.3.5. 各工况结渣棒温差变化率对比分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 全文总结和工作展望
• 5.1 全文工作总结
• 5.2 本文的主要创新点
• 5.3 工作展望
• 参考文献
• 致谢