典型卫燃带材料上煤灰结渣影响因素及机理的煅烧实验研究

论文摘要

电站煤粉炉燃用低质煤时,为确保煤的稳定着火与高效燃烧,除采用各种高性能燃烧器技术外,国内外几乎均采用了在炉膛水冷壁管上敷设耐火隔热材料的卫燃带稳燃技术,但同时带来炉内结渣严重的问题。为弄清卫燃带材料上煤灰沉积及结渣的机理与行为,了解各种因素对煤灰结渣的影响,为卫燃带新材料的研发及优化提供依据,作者提出了在高温马弗炉内用静态煅烧实验法研究煤灰在卫燃带材料上的渗透及结渣,并开展了实验研究与测试分析。作者针对电站煤粉炉广泛采用的两种典型卫燃带材料——碳化硅质和刚玉质陶瓷材料及湖南电站锅炉所燃煤种之煤灰,开展了煤灰/耐火陶瓷板的煅烧实验研究,具体内容包括:将典型煤种之煤灰疏松散布在陶瓷板上组成一系列煤灰/耐火陶瓷板试样对;将其置于马弗炉中,并在不同煅烧温度、煅烧时间、环境气氛等条件下进行煅烧;再对冷却后的灰渣、耐火材料/灰渣结合面、材料板横断面进行XRD、SEM及EDS检测与分析,在此基础上,对碳化硅质、刚玉质耐火陶瓷板上的煤灰结渣机理及影响因素进行了总结与分析,为新型抗渣性卫燃带材料的研究提供了重要理论依据。作者还提出了卫燃带材料上煤灰结渣临界温度的概念,并提出了基于试错法(逼近法)的典型卫燃带材料上煤灰结渣临界温度的实验方法与结渣临界温度的目测方法、电磁振动测试法及XRD检测方法,并对各种方法进行了比较,结果表明,电磁振动测试方法较准确可靠,并对结渣强度具有较好的区分度,这种方法为卫燃带结渣临界温度的测试提供了一种全新而可靠的方法,为炉内卫燃带的优化设计提供了有力的技术支持,是本项研究工作中的一个重要创新与进展。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 低质煤炭资源燃烧利用概况
• 1.1.1 我国动力用低质煤炭资源
• 1.1.2 低质燃煤锅炉中存在的主要问题
• 1.1.3 炉内受热面沾污和结渣对锅炉运行的影响
• 1.2 煤粉锅炉低质煤燃烧技术
• 1.2.1 高效煤粉燃烧器
• 1.2.2 小油枪燃烧技术
• 1.2.3 超细度燃烧技术
• 1.2.4 卫燃带稳燃技术
• 1.3 卫燃带及其敷设工艺
• 1.3.1 卫燃带分类和作用
• 1.3.2 卫燃带敷设工艺
• 1.3.3 卫燃带应用中存在的问题
• 1.4 卫燃带材料及进展
• 1.4.1 耐火材料分类
• 1.4.2 耐火材料性能
• 1.4.3 耐火材料发展
• 1.4.4 卫燃带材料研究进展
• 1.5 锅炉受热面结渣过程及机理
• 1.5.1 锅炉受热面结渣过程
• 1.5.2 水冷壁表面结渣机理
• 1.6 卫燃带结渣特点及影响因素
• 1.6.1 卫燃带结渣特点
• 1.6.2 卫燃带结渣影响因素
• 1.6.3 卫燃带结渣研究进展
• 1.7 本课题的研究内容及意义
• 第二章 实验研究方案及方法
• 2.1 煤样制备及分析
• 2.1.1 煤样采集和制备
• 2.1.2 煤样分析
• 2.2 煤灰制备及分析
• 2.2.1 煤粉筛分
• 2.2.2 煤灰制备
• 2.2.3 煤灰化学分析
• 2.3 卫燃带材料选择及制备
• 2.3.1 材料选择依据
• 2.3.2 材料板制备
• 2.4 煅烧实验
• 2.4.1 侵蚀实验方法
• 2.4.2 本课题实验方法
• 2.5 试样检测及分析
• 2.5.1 X 射线衍射分析
• 2.5.2 扫描电镜及能谱分析
• 第三章 卫燃带材料上煤灰结渣影响因素研究
• 3.1 卫燃带材料气孔率的影响
• 3.1.1 实验过程
• 3.1.2 实验分析
• 3.1.3 小结
• 3.2 卫燃带材料成分及配比的影响
• 3.2.1 实验过程
• 3.2.2 实验分析
• 3.2.3 小结
• 3.3 煤灰粒径的影响
• 3.3.1 实验过程
• 3.3.2 实验分析
• 3.3.3 小结
• 3.4 原始灰量的影响
• 3.4.1 实验过程
• 3.4.2 实验分析
• 3.4.3 小结
• 3.5 炉膛气氛的影响
• 3.5.1 实验过程
• 3.5.2 实验分析
• 3.5.3 小结
• 第四章 典型卫燃带材料上煤灰结渣机理研究
• 4.1 碳化硅质卫燃带材料结渣机理
• 4.1.1 实验过程
• 4.1.2 实验分析
• 4.1.3 小结
• 4.2 刚玉质卫燃带材料结渣机理
• 4.2.1 实验过程
• 4.2.2 实验分析
• 4.2.3 小结
• 第五章 卫燃带上煤灰结渣临界温度实验研究
• 5.1 研究方法
• 5.2 实验准备
• 5.3 煅烧实验
• 5.4 结渣临界温度测试
• 5.5 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 （在学期间发表论文和参加课题情况）