基于礦物質(zhì)賦存形態(tài)與轉(zhuǎn)變過程的爐內(nèi)灰渣沉積研究.pdf

1、所有的煤都含有一定量的產(chǎn)灰無機(jī)組分，在燃燒前這些無機(jī)組分不能經(jīng)濟(jì)有效地脫除。一些不可控爐內(nèi)換熱面上的灰渣沉積可影響鍋爐運(yùn)行，導(dǎo)致非計(jì)劃停爐或降低鍋爐出力和電力生產(chǎn)效率?；诖祟悊栴}，本文內(nèi)容主要包括以下幾部分： 首先針對(duì)高鐵、高鈣、低灰熔點(diǎn)、易結(jié)渣神華煤，采用化學(xué)分離方法結(jié)合感應(yīng)耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP-AES)元素分析和XRD物相檢測確定了神華煤中鐵鈣礦物質(zhì)和其它硅鋁酸鹽礦物質(zhì)賦存形態(tài)，得到了燃料特性這一決定灰渣沉積的

2、內(nèi)在原因。 基于實(shí)驗(yàn)室煤灰宏量分析的灰熔點(diǎn)數(shù)據(jù)，建立了煤灰熔點(diǎn)與氧化物表示的灰組分之間的關(guān)系，重點(diǎn)對(duì)比了線性偏最小二乘回歸算法與非線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)的差異；采用交叉有效性驗(yàn)證以及變量投影重要性和預(yù)測樣本殘差平方和等指標(biāo)優(yōu)化的偏最小二乘回歸模型能夠很好的表示灰成分與灰熔點(diǎn)之間的非線性關(guān)系。 分析研究了高熔點(diǎn)灰渣(初始變形溫度高于1400℃)在水煤漿鍋爐內(nèi)衛(wèi)燃帶上的沉積機(jī)理，認(rèn)為鐵和鈣在沉積表面的富集加劇了顆粒

3、的燒結(jié)程度，為沉積灰渣顆粒不脫落提供了作用力。同時(shí)研究了采用水煤漿再燃降低NO<,x>技術(shù)對(duì)爐內(nèi)灰渣沉積的影響，認(rèn)為再燃燃燒器附近顆粒接受到的入射熱流較低，從而延長了煤焦顆粒氧化燃盡時(shí)間，為包裹于煤焦顆粒內(nèi)部含鐵礦物質(zhì)與其它硅酸鹽礦物質(zhì)相互作用提供了更長的時(shí)間，生成較高粘附傾向的大顆粒；且由于再燃產(chǎn)生的局部還原氣氛，使得獨(dú)立于煤焦顆粒的外部黃鐵礦礦物質(zhì)顆粒氧化過程延長，相對(duì)最終氧化產(chǎn)物赤鐵礦(Fe<,2>O<,3>)具有高粘附傾向的中間

4、產(chǎn)物鐵硫氧共熔體(Fe-S-O)的存在時(shí)間延長，加劇外部鐵礦物質(zhì)的粘附傾向；同時(shí)再燃區(qū)燃燒器附近礦物質(zhì)顆粒接受到的入射輻射熱流較低，方解石和黃鐵礦顆粒的破碎在一定程度上降低，相對(duì)于非再燃工況更易生成較大顆粒的鐵、鈣灰顆粒，這部分具有較大慣性力的粘附顆粒更易向受熱面沉積。 結(jié)合實(shí)驗(yàn)室燃燒裝置，對(duì)前人提出的灰污熱流儀評(píng)價(jià)結(jié)渣傾向做了改進(jìn)，評(píng)價(jià)了神華煤的結(jié)渣傾向和結(jié)渣原因。提出了沉積灰樣的平均脫落周期和平均熱流衰減幅度2個(gè)指標(biāo)，這2個(gè)

5、指標(biāo)能夠較好地定量判斷不同煤種的結(jié)渣傾向。并在混煤結(jié)渣特性實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，提出了評(píng)價(jià)一組燃煤相對(duì)結(jié)渣強(qiáng)弱的方法，對(duì)比了該方法和灰熔點(diǎn)指標(biāo)與粘度指標(biāo)的差異。 結(jié)渣之所以影響鍋爐效率，是因?yàn)槠浣档湾仩t換熱效率，因此，對(duì)灰和渣的導(dǎo)熱特性作了初步的實(shí)驗(yàn)研究，重點(diǎn)討論了影響換熱參數(shù)的幾個(gè)因素。 最后，結(jié)合一個(gè)工程實(shí)際，分析了渣油燃燒過程中爐內(nèi)灰渣沉積的原因和組分分布特性，發(fā)現(xiàn)沉積初始小顆粒層中，釩、硫、鈉、鈣和鐵元素含量比成熟階