混煤的特性及对燃烧的影响
混煤的煤质特性及对燃烧的影响
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Abstract:According to the current supply of coal fuel coal-fired power plants and operation process of the common characteristics of coal are analyzed, the evaluation indexes of mixed coal plant characteristics and main characteristics of mixed coal combustion influence of indicators.
Key Words:Mixing coal,Characteristics of coal
摘要：根据目前我国燃煤电厂燃料煤的供应状况及电厂运行过程中常用的煤质特性评价指标，分析了电厂混煤的相关特性及混煤主要特性指标变化对燃烧的影响。
关键词：混煤；煤质特性；
随着国家经济的发展及电力体制改革，我国的电力行业已经逐步摆脱粗放型管理，运行机制也已经逐步由计划经济向市场经济发展。厂网分开、竞价上网已经开始实施。如何降低发电成本，提高机组效率，直接关系到发电企业的生存与发展。根据目前国内的煤炭市场和电力需求情况，我国火电厂出现一些问题：①电装机容量增大，煤的耗量增加，一台300MW机组的锅炉的日耗煤量约达3000吨左右，因而很难保证燃烧单一煤种。②煤炭资源集中在经济欠发达的中、西部地区，在经济发达、对电力需求大的东、南部地区煤炭资源则非常贫乏，北煤南运，煤的运输能力不足。
③近年的电慌、煤慌，造成很多电厂“饥不择食”，被迫烧一些劣质煤。④许多电厂锅炉的实际燃煤与设计煤种不符，安全经济得不到保障，因而采用混煤燃烧，以便满足锅炉燃烧的要求。
1．1混煤燃烧特性
从燃料特性来考虑，燃煤的主要性质根据锅炉需求大体可分为三个层次：第一层次是最基本的煤质指标，如碳含量C、氢含量H、挥发分V、灰分A、全水分M、发热
、量Q、硫分S；第二层次指标是对燃料特性的重要补充，如可磨性HGI、着火温度t
i
粒度组成或煤粉细度、有害元素含量、煤灰熔融特性温度、煤灰粘度与结渣性；第三层次指标是对燃用煤质的专门了解，如密度、硬度、比热、导热系数和膨胀系数、热分析、燃烧特性、煤灰表面张力及沾污能力、灰渣强度及烧结温度等。
不同煤种混配以后，其煤质特性要发生较大变化，特别是第二，第三层次指标，几乎都不符合线性可加规律。
1．1．1混煤的热分解及挥发分析出特性
煤中挥发分含量及析出特性对着火过程有着决定性的影响。为了全面了解配煤煤质的挥发分析出特性，可用热重分析方法进行了慢速热解条件下的挥发分析出特性试验和沉降炉进行的快速热解试验，对多种单一煤及混煤的挥发分析出特性进行评价和比较，对混煤的挥发分析出规律及其影响因素进行探讨。研究结果表明：混煤的挥发分析出性能受到掺混煤质特性、混合比、挥发分含量、煤粉细度、温度、加热速率等因素的影响。组成配煤的两组份煤种的挥发分析出并不是同时进行的。配煤的挥发分释放时间普遍比单一煤长，造成这一现象的主要原因是不同煤种混合后，除其有机成份的析出顺序发生变化从而相互影响外，还由于其无机成份如煤中各岩相组份在燃烧时的相互影响、相互制约，使得煤的挥发分中各化学成份的比例发生了变化。配煤的挥发分释放性能比单一煤种稍差，组成配煤的煤种性质相差越大，其挥发分释放性能也越差。配煤的配合比对挥发分析出特性有较大影响，组成
配煤的各煤种性质相差越大，则配煤挥发分析出特性受配合比的影响越大。煤粉细度对配煤挥发分析出的影响比对单一煤种大。
1．1．2混煤燃尽特性
对于混煤来说，由于其中低挥发分、低反应活性的煤与高挥发分、高反应活性的煤其燃烧速度不同，因此在燃烧时出现“抢风”现象，使得低反应活性、低挥发分煤在缺氧的气氛中燃烧，从而造成了低挥发分煤的燃尽更为困难。以往的研究表明，在通常的燃烧情况下，混煤的综合燃尽效果低于掺混煤种分别单烧时获得的燃尽率加权平均值。掺混比例也对混煤燃烧产生重要影响。如在低品位煤中掺入的高品位煤比例太小，则可能达不到应有的效果，甚至可能引起燃烧不稳定现象。因此，不同煤种掺烧时，为了保证锅炉的经济性和安全性，高品位煤的掺烧量应达到一定程度，具体的掺烧率可通过实验室试验初步确定后再进行现场调整试验验证。除此之外，煤粉粒度也影响混煤的燃尽性能，应尽可能降低煤粉粒度，特别是降低其中的低反应活性煤的粒度。
1．1．3 混煤燃烧时SOx、NOx的生成与排放特性
在混煤燃烧过程中，SOx、NOx的生成与排放不同于单一煤种。研究结果表明，混煤燃烧对NOx生成的大小主要取决于掺混煤种相对含氮量和混合比例以及氧浓度，其NOx峰值出现的时间主要取决于掺混煤种的相对挥发分及混合比。混煤NOx的释放时间比单一煤种长，当氧气充足时，后期NOx的释放量将增加。因此，要降低混煤燃烧时的NOx排放，不仅要考虑其前期燃烧阶段，同时也要考虑其中后期燃烧阶段。提高配煤的燃尽率与降低NOx排放存在一定矛盾，对于由性能差异较大的煤组成的混煤来说，要达到高效低污染燃烧将比单一煤更为困难。
对SOx生成与排放，通常可采用高硫煤与低硫煤相混合燃烧以降低SOx生成与排放。不同煤种掺烧时，在考虑控制混煤SOx生成与排放的同时，应同时考虑其经济性、结渣、积灰及腐蚀性能等。对于已配置有脱硫系统的锅炉，则其对SOx生成与排放不需太多的考虑。
1．2混煤的结渣特性
电厂对燃煤的结渣性分析大多只停留在一些常规分析上，如测定煤灰的变形温
度t
1、软化温度t
2
、融化温度t
3
。
一般认为，只要在易结渣的煤中混入一定量不易结渣的煤时，便可以起到减缓
结渣速度、降低结渣程度的作用。由于这种观点在现场具有较强的可操作性，已被很多人所接受，并正在电厂配煤燃烧工作中被广泛应用。这对于两种性质相差不大的燃煤进行混烧时是可取的，但在煤种性质相差很大时有时会出现一些偏差。在人们普遍重视优化运行的今天，更应该重视各煤种的优化配比，以利于优化燃烧。两种煤按不同比例进行混合，其结渣的倾向性是不同的。
对于混煤燃烧结渣规律，国内外学者已进行过详细的研究，结果表明混煤的结渣特性较为复杂，尤其是燃烧性能相差较大的煤种表现得更加明显。
影响混煤的结渣性能的主要因素有：
(1)混煤灰熔点的变化
不同煤种混合后，其灰熔点变化趋势很复杂，与算术平均值相差甚远，也不表现出线性关系。有时混煤的灰熔点比两种单一煤都低，有时则比两种单一煤都高。这种变化与所混的两种单一煤的特性及混合比的关系较大，煤种差别越大，混合后
变化越大，这主要是因为不同煤种混合后，由于矿物质的组成、含量发生变化以及它们之间的相互影响、相互制约，使得不同煤之间的不同矿物质发生化学反应，从而改变了混煤的灰熔融特性。同时，不同煤种混合后煤灰还可能生成共熔体，也使混煤的灰熔融温度发生变化。混煤灰熔点的改变是导致结渣状况改变的主要原因。
(2)混煤灰渣粘度的变化
灰渣粘度对结渣的影响主要体现在受热面结渣强度方面，灰渣粘度越大，受热面结渣越强烈。西安热工院对混煤灰渣的粘温特性研究表明，我国煤渣型相差大的煤掺烧，会改变混煤灰渣的粘温特性，从而使结渣性能改变。
(3)煤中矿物质的离析
煤中矿物质一些成分在煤粉颗粒中的含量多少，也会对混煤的结渣倾向产生影响，如黄铁矿偏析严重的煤质结渣较严重。
(4)混煤在炉内燃烧状况对结渣的影响
不同煤种混合后，尤其是性能差异较大的煤混合时，两种分煤种的燃烧并不是同步进行的，由于高挥发分煤的大量消耗氧量，造成低挥发分煤的燃烧时间延长，此时容易出现低挥发分燃料的燃尽发生在炉膛出口附近和炉墙附近，甚至粘附到受热面上继续迸行，这样将提高炉膛上部和炉墙附近温度水平，因而有可能使灰分在未固态化以前就接触到受热面而粘结在其表面上造成结渣。
此外，性能差异较大的煤种混合燃烧时，高挥发分煤的先期燃烧，导致低挥发分煤缺氧造成局部弱还原性气氛，从而使灰熔点大大降低，使结渣加剧。
(5)燃烧工况参数及锅炉运行参数的影响
炉膛温度、炉内空气动力场、炉内气氛条件、过量空气系数、一二次风量分配、混合状况、风煤比、煤粉细度等等都会对混煤的结渣状况产生影响。
由上述分析可以看到，混煤的结渣性能不仅受混合煤种、混合比的影响，而且受多种因素的影响，其结渣情况相当复杂，同一煤质结渣指标的混煤和单一煤，在同一炉膛和同一燃烧工况下，两者的结渣特性可能存在较大的差异，这主要是由于混煤在炉内的燃烧状况与单一煤不同。因此，要采用混烧方法减轻或消除锅炉的结渣，必须对混煤的结渣性能和机理进行大量而深入的研究。
研究结果表明，不同煤种混合后，其结渣趋势变化很复杂，与算术平均值相差甚远，也不表现出线性关系。由此可知，当电厂采用混烧方法减轻结渣时，必须合理选择掺烧率．影响配煤结渣性能的因素有许多，但一般来说：配煤的结渣性能不仅受混合煤种、混合比的影响，而且受锅炉运行条件的影响。焦渣特性指数相同的混煤和单一煤，在同一炉膛和同一燃烧工况下，两者的结渣特性可能存在较大差异。1．3混煤的可磨特性及对燃烧的影响
3．3．1混煤的可磨性特点
煤的可磨性是一种与煤的硬度、强度、韧度和脆度有关的综合物理特性，它可作为决定电站磨煤机容量的一个重要指标。哈氏可磨性指数HGI是一个无量纲的物理量，可用来衡量煤的可磨性，其值的大小反映了不同煤样破碎成粉的相对难易程度，HGI值越大，说明在消耗一定能量的条件下，相同量规定粒度的煤样磨制成粉的细度越细。
研究结果表明，按质量比1：1组成的混煤的可磨性并不具有“加和性”，而是趋向于难磨的原煤的可磨性，特别是当一种易磨煤和一种难磨煤混合时。将两种可
磨性不同的煤在同一制粉系统中混合磨制时，这两种组成煤种在混煤中所表现出的粒径分布特性不同，即难磨煤的细度较大，而易磨煤的细度较小。因此，两种混煤的HGI值不能由单一组成煤种的HGI值按混合比加权平均计算得出，而是趋向于较难磨的原煤。
3．3．2可磨性对混煤粒径及挥发分的影响
混煤的这种可磨性特点，必然会对混煤的粒径有一定影响。当将两种可磨性不同的煤在同一制粉系统下磨制成混煤时，会导致各单一煤在混煤中表现出的粒径分布特性不同和各煤种细度的不同。这就可能使混煤的粒径分布范围较大，同时也出现煤粉的偏析，即单一组成煤在各粒径范围不是均匀分布，而是在混煤煤粉的大粒径范围内难磨煤占较大部分，易磨煤则在小粒径范围内占大部分。特别是当组成煤种的可磨性相差越大时，这种现象会越明显。
挥发分对煤粉的着火起着重要作用，还影响到煤粉后期的燃尽性能。煤的挥发分是涉及到物理化学变化的煤质指标，从研究结果看，混煤的挥发分并不能简单地按加权平均计算。混煤燃烧时，两种煤粒子离散的分布于气流中，由于两种煤的密度、颗粒直径相差较大，两种煤粒子在气流中的分布将很不均匀。这说明不能把混煤看成一新的单一煤种的燃烧，不能以试验测得的混煤中挥发分含量的多少来判断混煤的某些燃烧特性。试验表明，混煤一般比挥发分含量相近的单一煤难于着火和燃烧。
从实际应用的观点来看，混煤表现出这样的粒径分布特性和挥发分含量特性很可能会影响混煤的燃烧效果。
3．3．3可磨性对混煤燃烧特性的影响
(1)对着火特性的影响
研究表明，混煤的着火温度与混煤中易着火煤的着火温度非常接近。即混煤的着火点只取决于易着火的煤，而另一种与之混配的煤对混煤的着火点影响不大。这表明，由于煤种的可磨性不同，而挥发分较高的煤可磨指数大，易于磨碎，造成混煤细颗粒部分挥发分含量高，易着火煤所占比例较大。当外界加热条件达到易着火煤的着火条件时，这部分混煤着火燃烧，使整个混煤开始着火燃烧。因此可以认为，两种煤的煤质特性相差较大时，混煤的着火特性主要受可磨性和着火特性较好的原煤的影响。
(2)对混煤燃尽特性的影响
在混煤燃烧时，易磨的煤颗粒较细，且一般燃烧性能较好，所以先着火燃烧。而难磨的煤颗粒较粗，结构致密，存在难燃尽问题。再加上易磨的煤颗粒先消耗了部分氧气，降低了难磨的煤颗粒周围氧气的浓度，从而减慢了氧气分子向该煤颗粒表面的扩散速度，这就更不利于难磨的煤颗粒的燃尽，并最终会影响混煤的燃尽。当两种组成煤的可磨性和燃烧特性相差越大时，两种煤颗粒的粒径相差越大，很可能出现易磨易燃烧的煤已燃尽，而难磨难燃烧的煤的着火接不上，从而造成着火和燃烧的不稳定。
由此可见，当由于可磨性的不同，造成的各组成煤种混合磨制时的粒径分布不同，细度不同，影响了混煤的着火、燃烧和燃尽。易磨的煤在混煤中的颗粒较细，先着火燃烧，影响着混煤的着火；难磨的煤在混煤中的颗粒较粗，难于燃尽，影响着混煤的燃尽。
3．4结论
(1)混煤的挥发分析出性能受到掺混煤质特性、混合比、煤粉细度、温度、加热速率等因素的影响。混煤的挥发分释放时间一般较单一煤种长。混煤燃尽特性通常低于分别单烧时获得的燃尽率。掺混比例也对混煤燃烧产生重要影响。
(2)混煤燃烧过程中，NOx生成的大小主要取决于掺混煤种相对含氮量和混合比例以及氧浓度。对SOx生成与排放，采用高硫煤与低硫煤相混合燃烧以降低SOx生成与排放。
(3)混煤的结渣特性比较复杂，与其单一煤种算术平均值相差甚远，也不表现出线性关系。当电厂采用混烧方法减轻结渣时，应对混煤的结渣特性进行试验分析，以合理选择混煤的掺烧比率。
(4)混煤的可磨性并不具有“加和性”，而是趋向于难磨的原煤的可磨性。将两种可磨性不同的煤在同一制粉系统中混合磨制时，会造成这两种组成煤种在煤粉中的粒径分布不均，难磨煤的细度较大，易磨煤的细度较小。
(5)由于可磨性的不同，造成混合磨制煤粉时出现粒径的偏析，会影响混煤的燃烧特性．易磨且燃烧性能较好的原煤影响混煤的着火，而难磨且燃烧性能较差的原煤影响混煤的燃尽。特别是当两种组成煤种的可磨性和燃烧特性相差越大时，这种影响越大。
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煤吸附水特性的研究
3第37卷 第4期 2006年7月 太原理工大学学报 J OU RNAL OF TA IYUAN UN IV ERSIT Y OF TECHNOLO GY Vol.37No.4 J uly2006 文章编号:100729432(2006)0420417203 煤吸附水特性的研究 李祥春,聂百胜 (中国矿业大学资源与安全工程学院,北京100083) 摘 要:主要分析了煤吸附水的机理及其对吸附瓦斯的影响。分析表明,煤对水分子的吸附从本质上是由于水分子与煤表面分子相互吸引的结果,它们之间的作用力主要包括van der Waals力和氢键。van der Waals力来源于原子和分子间的色散力、取向力(静电力)、诱导力和交换力4种作用。由于水分子与煤表面分子的作用力比较强,煤中水分的存在降低了煤的甲烷吸附量。 关键词:煤;水;吸附;分子间力 中图分类号:TD77 文献标识码:A 我国是煤炭资源大国,煤层气资源极为丰富。煤层气的开采具有重要意义:一是从根本上消除了煤炭开采中造成的瓦斯爆炸、瓦斯突出等灾害;二是降低了大量瓦斯排放造成的环境污染;三是可以缓解我国的能源紧张局面。由于煤层气藏的形成需要有一个稳定的水动力条件,因此,储层中含有大量的水和煤层气共存。在煤层气开采过程中存在单相水流阶段、非饱和流阶段和水气两相流阶段,因此,研究煤吸附水的机理及其对吸附瓦斯的影响对煤层气的开采将很有意义。 1 煤的物理结构 煤是一种多孔介质,其分子结构存在着晶体缺陷,具有较大的内表面积和容纳空间。其孔隙结构分为基质孔隙和裂隙孔隙,是一种双重孔隙系统。其特征为:煤基质被天然裂隙网分成许多方块(基质块体)。基质是主要的储存空间,裂隙是主要的渗流通道。裂隙孔隙主要包括独特的割理系统和其它天然裂隙,后者与割理系统相比,受局部构造等因素控制,重要性小得多。煤层割理主要是由煤化作用过程中的煤物质结构、构造等的变化而产生的裂隙。根据在层面上的形态和特征,分为面割理和端割理,通常正交或近似正交,垂直或近似垂直于煤层面。煤的孔隙性测定表明,煤的孔隙分布是很不均匀的,并且各种煤孔隙及孔隙连通类型也不同。煤的孔隙包括了互相连通和互不连通的两大部分,前者指流体(气体、液体)可以通过的孔隙,后者指流体不能通过的部分。通常认为相互连通的孔隙空间称为有效空间,不能相互连通的孔隙空间称为无效孔隙空间,而整个孔隙空间称为总孔隙空间。煤的天然孔隙率和裂隙率是煤的一个主要特征,它决定了煤的吸附容积和煤的储存性能。 2 煤吸附水的本质 煤体表面是在煤体破裂或晶体生长时形成的,无论哪一种情况,表面都有剩余的不饱和键和键能,因此具有“表面能”[1]。由能量最低原理可知,系统的能量越低越稳定,所以煤表面在平衡过程中总是力图吸收周围其它物质以降低其表面自由能。另外,由于煤体在地层深部受到上覆岩层压力的作用、地质活动的影响以及采矿等因素的影响,一直处于流变或变形过程,会生成许多新的表面,在这些新生表面上也会产生许多悬键,它们也具有极性,处于力的非平衡态,煤的新生表面实际上是众多断裂化学键的集合,这些断裂化学键是非常活泼的,也是极不稳定的,具有极高的能量,它们极易与周围其它物质的分子或原子发生作用而得以饱和,降低表面的能量,达到新的能量平衡态。正是这种表面能的存在,使得表面对外界的物质分子、原子、离子等均会产生吸附作用,对水分子当然也会产生吸附作用。表面能的高低对煤体表面的吸附能力起决定性的影响。处于煤体表面的分子、原子或离子的吸引力和表面 3收稿日期:2005209202 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50404015) 作者简介:李祥春(1979-),男,内蒙古呼盟人,博士研究生,主要从事矿井瓦斯吸附渗流理论方面的研究,(Tel)133********, (E2mail)chinalixc123@https://www.sodocs.net/doc/8014571984.html, 通讯联系人:聂百胜,副教授,(Tel)010-823756620,(E2mail)Bshnie@https://www.sodocs.net/doc/8014571984.html,
不同种类煤粉燃烧NOx排放特性试验研究
第27卷第5期中国电机工程学报V ol.27 No.5 Feb. 2007 2007年2月Proceedings of the CSEE ?2007 Chin.Soc.for Elec.Eng. 文章编号：0258-8013 (2007) 05-0018-04 中图分类号：TK223 文献标识码：A 学科分类号：470?20 不同种类煤粉燃烧NO x排放特性试验研究 杨冬1，路春美2，王永征2 (1．山东建筑大学热能工程学院，山东省济南市250014； 2．山东大学能源与动力工程学院，山东省济南市250063) Experimental Study on the Characteristics of NO x Emission With Different Pulverized Coal Combusting YANG Dong1, LU Chun-mei 2, WANG Yong-zheng2 (1. School of Thermal Energy Engineering Shandong Jianzhu University, Jinan 250014, Shandong Province, China; 2. School of Thermal Energy Engineering, Shandong University, Jinan 250063, Shandong Province, China) ABSTRACT: The characteristics of NO x releasing for different pulverized coal in one dimensional furnace were studied. The effect of operating parameters, coal property on the characteristics of the NO x releasing was also discussed. On the basis of experimental research, the influence of these factors on the concentration of NO x was analyzed theoretically. Results on the basis of experimental research showed: the volatile and nitrogen content of coal,pulverized coal fitness, combustion temperature and extra air coefficient have a clear effect on NO x releasing concentration; The concentration of NO x has higher level with more volatile or nitrogen contained in the coal; Fine pulverized coal can also bring the concentration of NO x down based fuel-rich. It is useful for optimizing combustion and controlling NO x emission. KEY WORDS:pulverized coal; combustion; NO x;releasing characteristic; pollutant control 摘要：为研究煤粉燃烧过程中NO x的排放特性，在一维煤粉燃烧实验台上，对单煤及其混煤进行NO x析出特性的燃烧试验研究，具体分析煤质特性、燃烧工况对NO x排放特性的影响，在试验的基础上，对NO x的排放规律进行理论探讨。试验结果表明：煤中的挥发分含量、含氮量、煤粉细度和过量空气系数对NO x的排放浓度有较大的影响；煤中挥发分、含氮量含量高，NO x排放浓度也高；在富燃情况下，煤粉越细，NO x排放浓度就越小。对优化燃烧、控制NO x 排放有一定的指导意义。 关键词：煤粉；燃烧；NO x；排放特性；污染物控制 0 引言 在我国，火电发电是主要发电方式，以燃煤引起的煤烟型烟雾污染是大气污染的主要来源，其中煤燃烧产生的氮氧化物是大气污染的主要成分。研究电厂燃煤污染物排放特性，实现高效、低氮燃烧，是目前亟待解决的重要课题[1-3]。 国内外不少学者进行了煤粉燃烧NO x排放特性的研究，取得了一定的成果[4-13]，但煤粉燃烧十分复杂，煤种、燃烧工况等因素对NO x生成影响很大。本文针对山东电力用煤品种多、煤质多变、燃煤NO x 排放量大等问题，对不同煤种在一维火焰燃烧过程中NO x排放规律进行了试验研究，以探讨NO x析出规律，为优化燃烧、控制污染物排放提供理论支持。 1 试验装置及试验参数 1.1 试验装置 为了模拟煤粉在锅炉中的燃烧过程，研究燃煤氮氧化物的形成规律，特设计煤粉一维下行火焰燃烧实验台。实验系统设计功率5kW，总体高度8m，双层布置。炉膛内径为80mm，气流沿炉膛向下一维流动，煤粉和空气的混合物由炉膛顶部的直流燃烧器进入炉膛，经预热器加热的二次风通过二次风喷嘴喷射进炉膛[14]。煤粉燃烧实验系统如图1所示。 图1煤粉一维燃烧实验装置系统图 Fig. 1 One dimensional experimental system for pulverized coal combustion
生物质燃料的燃烧特性
生物质燃料的燃烧特性 目前，生物质最主要的利用方式就是生物质燃烧。研究生物质燃料的组成成分，了解其燃烧特点，有利于进一步科学、合理地开发利用生物质能。从刘建禹、翟国勋等[20]对生物质燃料特性的研究可以发现，生物质燃料与化石燃料相比存在明显的差异。从化学的角度上看，生物质属于碳氢化合物，含固定碳少。生物质燃料中含碳量最高的也仅50%左右，相当于褐煤中的含碳量。因此，生物质燃料不抗烧，热值较低；若生物质燃料中含氢量变多，挥发分就明显增多。生物质燃料中的碳元素多数和氢元素结合成小分子的碳氢化合物，燃烧需要长时间的干燥，在一定的温度下热分解而析出挥发物。所以，生物质燃料易被引燃，燃烧初期，烟气量较大；生物质燃料含氧量明显地多于煤炭，它使得生物质燃料热值低，但易于引燃；生物质燃料的密度小于煤炭，其质地较疏松，特别是农作物秸杆和一些粪类，因此生物质燃料易于燃烧和燃尽，但其热值较低，发热量小，灰烬中残留的焦碳量少于燃烧煤炭；生物质燃烧排放烟气中硫氧化物和氮氧化物含量较少，故对环境的污染将小于燃烧煤炭等化石燃料，燃烧时无需设置控制气体污染装置，从而降低了成本，这也是生物质优于化石燃料的一方面[22]。生物质燃料的燃烧过程主要分为挥发份的燃烧和残余焦炭的燃。 本文有宇龙机械整理。 4 烧，其主要燃烧过程的特点是[23]： (1)生物质水分含量较多，燃烧需要较长时间的干燥，产生的烟气量较大，排烟造成热损失较高； (2)生物质燃料的密度较小，结构比较疏松，燃烧时受风面积大，较易造成悬浮燃烧，容易产生一些黑絮； (3)由于生物质热值低，发热量小，在锅炉内比较难以稳定的燃 烧； (4) 由于生物质挥发份含量高，燃料着火温度较低，一般在250℃ ~350℃温度下挥发份就大量析出并开始剧烈燃烧，此时若空气供应量不足，将会增大燃料的化学不完全燃烧损失； (5)挥发份析出燃尽后，受到灰烬包裹和空气渗透困难的影响，焦炭颗粒燃烧速度缓慢、燃尽困难，如不采取适当的必要措施，将会导致灰烬中残留较多的余碳，增大机械不完全燃烧损失。 生物质燃烧利用现状 涂装生物质燃烧机第一品牌-淳元将陆续为你带来行业新资讯。 生物质是全球应用最广泛的可再生能源，自从远古时代人类开始使用这种能源。人们主要是将生物质进行燃烧，其产生的热能可以用于做饭，取暖等日常生活；或者将生物质进行厌氧发酵生产沼气，也可以用来替代生物质能源，尤其是在发展中国家[20]。我国是一个发展中的农业大国 ，生物质资源十分丰富，每年农作物秸秆产量达几亿吨。生物质是唯一可转化成可替代常规液态石油燃料和其他化学品的烧，其主要燃过程的特点是[23]：(1)生物质水分含量较多，燃烧需要较长时间的干燥，产生的烟气量较大，排烟造成热损
混煤燃烧KAS动力学分析_李姣
延安职业技术学院学报2012年6月高炉大量喷煤是我国钢厂炼铁系统节能减排和降低生产成本的重要措施，实现200kg/t 以上高煤比操作是各厂家高炉努力的目标。配煤混合喷吹是现阶段最大限度提高煤比可行而又有效的方法。配煤混合喷吹就是将种类不同的煤（如烟煤和无烟煤）进行适当选配，再混合制粉、喷吹。根据研究 [1,2] ，配煤混合喷吹具有某种催化燃烧 的混合效应。在同样的喷吹条件下，采用配煤混合喷吹可以改善煤粉的燃烧性能，提高燃烧率。因此，采用实验的方法研究燃烧特性相差较大的煤进行掺混的燃烧特性，具有重要的工程实际价值和理论研究意义。 热分析法具有试样量少、速度快并且能在测量温度范围内研究原料受热发生热反应的全过程等优点，是实验室研究燃料燃烧性能的常规方法[3]。本文通过模式匹配的方法，以Kissinger-Akah-Sunose （KAS ）模型为基础，讨论了无烟煤和烟煤组成的混合煤粉燃烧动力学特性，为生产过程选配煤种提供理论基础。 1实验1.1原料分析 实验所用烟煤及无烟煤样品为山东某钢铁企业提供，单煤种的煤质分析数据如表1所示。 表1煤粉工业分析、元素分析及发热值 煤粉水分(Mad)、灰分(Aad)、固定碳(FCad)和挥发分 (Vad)含量具有线性加权性[4]，因此可以通过计算得到煤粉 煤质分析数据，如表2所示。 表2煤粉工业分析计算结果 1.2实验设备和程序 采用德国耐驰公司综合热分析仪(STA409PC)可获得试样的热重曲线(TG)、微熵热重曲线(DTG)。主要技术数据如下：热天平精度1μg ；最大试样量1000mg ；温度范围为室温-1400℃；实验气氛为空气、氮气；升温速率范围 0.1-30.0K?min-1；样品粒度小于80目。 实验过程中，以无烟煤为基准，分别配加0%、20%、 40%、60%、80%、100%的烟煤，按要求均匀混合后取样，在 空气气氛下，从室温加热至900℃，观察热重曲线变化，分析煤粉的燃烧特性，确定过程的动力学参数。升温速率分别控制为5K.min-1、10Komin-1、20Komin-1，每次称 混煤燃烧KAS 动力学分析 李 姣,万 航 （1.延安职业技术学院，陕西延安716000；2.中冶陕压重工设备有限公司，陕西西安710000） [摘要]利用热重分析（TGA ）方法系统研究了配加烟煤对无烟煤燃烧特性的影响，采用非等温模型Kissinger-Akah-Sunose （KAS ）对主要燃烧过程进行动力学分析。结果表明，煤粉燃烧主要包含三个过程，烟煤配加量和升温速率对燃烧 过程有重要影响，当烟煤配加量从0%到100%时，煤粉燃烧活化能从128.5kJ?mol-1降低到53.6kJ?mol-1，且烟煤的配加量低于60%时，能够显著降低煤粉燃烧的活化能。 [关键词]热重法;燃烧;煤粉[中图分类号]TK6 [文献标识码]A [文章编号]1674-6198（2012）03-0084-03 煤种 无烟煤烟煤工业分析，% 元素分析，% 弹筒发热值 /Jog-1 Ｍａｄ１．３４３．１３Ａａｄ１３．２２８．３３ＦＣａｄ７６．０９４５．４０Ｖａｄ９．３２４２．５９Ｃａｄ７９．１７６６．５８Ｈａｄ３．４５３．８２Ｏａｄ３．５１１９．１０Ｎａｄ１．０１１．０６Ｓａｄ ０．９８１．０５２９１７２．６２２５８６７．５８ 加入量（％） ０％２０％４０％６０％８０％１００％ ＦＣａｄ７６．０９６９．９５６３．８１５７．６８５１．５４４５．４０ Ａａｄ１３．２２１２．２４１１．２６１０．２９９．３１８．３３ Ｖａｄ９．３２１５．９７２２．６３２９．２８３５．９４４２．５９ Ｍａｄ１．３４１．７０２．０６２．４１２．７７３．１３ [收稿日期]2012-04-23 [作者简介]李姣（1982-），女，陕西榆林人，延安职业技术学院教师；万航（1983-），重庆市人，中冶陕压重工设备有限公 司助理工程师，硕士。 延安职业技术学院学报Journal of Yan ’an Vocational &Technical Institute 第26卷第3期 Vol.26No.3 2012年6月 June 2012 ８４--
燃用不同挥发份煤种的运行措施
通知 运行部技〔2016〕3号 #3、4机组燃用不同挥发份煤种的运行措施根据目前设备及实际运行情况，特制定燃用不同挥发份煤种的运行措施，请执行： 一、挥发份空干基＞37%选择热风隔绝门关闭严密的磨煤机加仓。 二、磨煤机正常情况 （一）磨煤机启动 1、磨煤机启动要求充惰化蒸汽。 2、磨煤机暖磨时开大冷风门，保持120T/H风量通风，磨煤机出口温度逐步提高，一次 风速不低于23 m/s，升温率不高于5℃/min。 3、磨煤机出口温度按下表控制，达到即可启动，煤量快速加至50T/H，注意制粉风量 同步增大。 4、磨煤机启动后，巡检到就地燃烧器处进行巡视，重点检查燃烧器法兰处是否有漏粉、 漏风，法兰处粉管温度是否正常，着火距离是否在30-50CM正常范围内。 5、启动正常后，立即将石子煤排尽。 （二）磨煤机正常运行
1、磨煤机灭火蒸汽投入备用：开启辅汽至磨煤机蒸汽灭火手动隔离阀1、2，隔离阀3 （减压阀）在指定开度，磨煤机灭火蒸汽母管疏水器前、后隔离阀开启，开启锅炉灭火蒸汽减温水前、后隔离阀，灭火蒸汽减温水调节阀关闭，确认磨煤机灭火蒸汽母管压力0.2~0.3Mpa。各磨煤机蒸汽灭火电动阀关闭。投用灭火蒸汽程序：开启制粉系统对应灭火蒸汽电动隔离阀，开启灭火蒸汽减温水调节阀，控制灭火蒸汽温度210℃。 2、尽可能保持挥发份空干基＞37%磨煤机连续运行。 3、挥发份空干基＞37%的磨煤机入口一次风风量设置0-10T/H偏置，出口风粉混合物温 度在52-58℃，风速26m/s以上，挥发份空干基≤37%煤种不设置风量偏置正常运行，出口风温按上表执行。 4、4800大卡/千克以上热值高挥发份煤种磨煤机入口热风温度＜280℃运行。 5、挥发份空干基＞37%的磨煤机分离器转速控制在500RPM，挥发份空干基≤37%的磨煤 机分离器投自动。 6、加强制粉系统运行参数如进出口风温、压差、磨煤机电流、出口风速、液压油压力、 磨煤机各轴承温度、线圈温度监视和分析，发现异常及时处理。 7、加强该磨煤机附近小风门工况监视，出现反馈异常情况，立即到就地检查。 8、燃用挥发份空干基＞37%的燃烧器法兰处粉管、石子煤斗就地每个班测两次温度，并 记录在巡检日志。 （三）磨煤机停运 1、挥发份空干基＞37%磨煤机正常停运时开大冷风门，保持最低140T/H风量，风速 在21 m/s以上，关闭给煤机出口闸板门，逐渐降低给煤机煤量，给煤机煤量到零后，停用给煤机，磨煤机抬辊，继续用不低于110T/H风量吹扫3分钟，停运后进行10分钟以上粉管吹扫。 2、停运后立即将石子煤排尽。 3、停运磨煤机进加强出口风温、磨辊温度及CO浓度监视。 4、停运后煤仓测温每班3次，并记录。 三、磨煤机异常情况处理 （一）给煤机故障检修时，磨煤机停止运行期间禁止把给煤机皮带上的煤送进落煤管，给煤机停运超过8小时，联系进行人工清理。 （二）、挥发份空干基＞37%给煤机断煤处理
煤炭燃烧特性指标
煤炭燃烧特性指标 几乎所有的煤炭特性指标都与煤炭的燃烧特性是相关的，反之，也没有一个能完全、全面表征煤炭燃烧特性的指标。与此同时，不同的煤炭特性指标对于煤炭燃烧特性的重要性，也随着煤炭燃烧方式的不同而异，并具有相当的差别。作为影响煤炭燃烧特性或者说过程最明显的指标是煤炭的挥发份和粘结性或者说膨胀系数。前者表征着煤炭在燃烧过程中的以气相完成的份额和其对后续固相燃烧过程的影响；后者则关系到煤炭颗粒因形态、尺寸和反应表面积的变化而使其自身的燃烧特性受到的影响。而前者和后者有时又是具有密切联系的。与煤炭燃烧特性有关的还有挥发份的释出特性、焦炭的反应性、煤炭的热稳定值、重度等，以及煤炭在堆放过程中的风化、自燃特性和可磨度。 煤炭颗粒在受热过程中的熔融软化、胶质体和半焦的形式几乎所有的烟煤在受热升温的过程中与挥发份释出的同时，都会出现胶质体，呈塑性和颗粒的软化现象。煤炭颗粒间的粘结就是因颗粒胶体间的相互粘结而产生的，因此煤炭的粘结性也就于其所呈现胶体的条件相关。当一个按一定升温速度，经历着受热过程的煤炭颗粒进行观察时，考虑到在此受热过程中热量总是从表面传向颗粒核心的，在同一时间内表面温度也总高于核心。可以发现不同的烟煤，在表面温度达到320～350℃以前，颗粒的形态变化一般觉察不到，只
有煤化程度低的气煤才可观察到表面开始有挥发份气体释出。在温度到350～420℃时，可以观察到在颗粒表面出现了一层带有气泡的液相膜，表面上也逐渐失去原来的棱角，这层膜就是胶质体。当温度为500～550℃时，一方面因颗粒内部温度升高，使胶质体层向内层发展，以及外部的胶质体层因挥发份释出被蒸干转化为半焦，即从表面到中心由半焦壳、胶质体和原有的煤三层所构成，但这种形态所保持的时间是短暂的。随着受热的继续，胶质体的发展和体积的膨胀，半焦外壳出现裂口，胶质体流出。其后是胶质体向颗粒中心区域的发展，流出的胶质体被蒸干转变为半焦，直到整个颗粒都经历胶质体和半焦的形成。整个的过程如图3-2-2所示：试验证明软化温度越低的煤种，挥发份开始释出的时间越早。因此软化温度Tp（对于不同的烟煤表面开始出现液相膜的温度）和再固化温度TK（呈现最大塑性的温度TMAX以及被蒸干再次呈固体形状的温度）都是表明煤炭流变特性的指标，同样也间接表明了于煤炭燃烧特性密切相关的问题。 Ⅰ软化开始阶段Ⅱ开始形成半焦的阶段Ⅲ煤粒强烈软化和半焦破 裂阶段
褐煤、喷吹煤指标
灰分Ad(%)15-35,发热量 Qnet.ar kcal/kg2700-3500,全硫St.d(%) <0.5,挥发分Vdaf(%)≤46, 注:本参数只供参考,实际执行中可根据用户需求调整。 褐煤 ,一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色的低级煤，质量指标随井下采面条件而变化，存在一定的不确定性。褐煤:为半暗半亮型，易点燃，燃烧彻底，灰呈粉状，易排出，属优质褐煤。具有低硫、低磷、高挥发分、高灰熔点的“两高两低”显著特点。是火力发电厂、沸腾炉理想的燃料。 二、钢厂用喷吹煤 1．1灰分％ 灰分是有害成分。喷入高炉的煤粉的灰分转变成炉渣，不仅增加石灰石的消耗，又增加吨煤渣量，使焦比升高。喷吹煤的灰分越低越好。喷吹煤灰分应比所用焦炭灰分低2％，即钢厂的焦炭灰分为13％，则喷吹煤的灰分应不高于11％。 1．2硫分％ 硫分也是一种极为有害的物质。喷吹煤粉中硫影响生铁和钢的质量（钢铁中含硫大于0.07％，就会使之产生热脆性而无法使用）。为脱去钢铁中硫，就须在高炉和炼钢炉中多加石灰石，致使成本升高，生产能力下降。硫分越低越好。喷吹煤硫分应比所用焦炭硫分低0.2％，即钢厂焦炭硫分为0.8％，喷吹煤硫分应不高于0.6％。 1．3发热量 固定碳含量越高，挥发分含量越低，在风口前燃烧时放出的热量越多。喷入高炉的煤粉是以其放出的热量和形成的还原剂CO、H2等来代替焦炭在高炉内提供热源和还原剂。发热量越高越好。在高炉内放出的热量越多，置换比越高。 1．4可磨性 它反映煤的耐磨特性。可磨指数越大，越易粉碎，磨煤机出力越大，电耗越小，粉煤加工成本越低。但可磨指数大于90时，在磨机内会有粘结现象。实践证明，喷吹煤可磨指数为70－90时为最佳。
农业废弃物混煤燃烧特性及污染物排放特性研究
农业废弃物混煤燃烧特性及污染物排放特性研究农业废弃物是重要的生物质资源,由于它具有资源丰富和利用过程环境友好等特点受到了世界各国的广泛关注。然而在目前的技术条件下农业废弃物混煤燃烧是大规模利用农业废物的方法之一,农业废弃物混煤燃烧不仅可以降低污染物的排放,并且可以高效的利用低热值的农业废弃物物,是一种高效且环保的获取能源的方法。由于农业废弃物混煤燃烧的现在技术条件限制和对燃烧特性认识的欠缺以及国内没有相关的扶植政策,使得混燃技术在中国并没有普及。 本文以此为背景,选用麦秆、玉米秆和稻壳三种典型的农业废弃物,研究农业废弃物混煤(无烟煤和褐煤)燃烧时的燃烧特性和污染物排放特性。使用德国NETZSCH公司的STA409C型热重分析仪对农业废弃物和煤样单独燃烧和混合燃烧时的燃烧特性进行了研究,考察了在不同混合比例和不同升温速率下的混合物的燃烧特性。结果表明,当农业废弃物掺混比为20%的时候混合物整体表现出煤样的特性,当掺混比升高到50%的时候混合物整体表现出生物质的特性。 升温速率的升高有利于混合物的燃烧。运用Coats-Redfern积分法求得动力学特性参数,结果表明农业废弃物挥发分燃烧阶段所需的活化能明显低于焦炭燃烧阶段更低于煤燃烧所需的活化能,当农业废弃物混煤燃烧时能明显降低煤燃烧所需的活化能,提高煤的燃烧性能。总的来说农业废弃物混煤燃烧能明显提高煤的燃烧特性使用管式炉进行燃烧过程中污染物排放的实验研究,主要针对SO2、NO和HCl这三种污染物进行了研究,实验中对农业废弃物和煤单独燃烧时的污染物排放特性进行了研究并考察了不同掺混比和不同炉温条件下的污染物排放特性。 结果表明相对于煤单独燃烧而言,农业废弃物混煤燃烧能降低SO2和NO的排
煤的种类及特性
一、煤的种类（按炭化程度分） 1. 泥煤（草煤、泥炭）8380~10500kJ/kg 2. 褐煤10500~16700kJ/kg 3. 烟煤21000~29400kJ/kg 4. 无烟煤（白煤）21000~25200kJ/kg 一、矿物原料特点 (一) 煤的物理性质 煤的物理性质是煤的一定化学组成和分子结构的外部表现。它是由成煤的原始物质及其聚积条件、转化过程、煤化程度和风、氧化程度等因素所决定。包括颜色、光泽、粉色、比重和容重、硬度、脆度、断口及导电性等。其中，除了比重和导电性需要在实验室测定外，其他根据肉眼观察就可以确定。煤的物理性质可以作为初步评价煤质的依据，并用以研究煤的成因、变质机理和解决煤层对比等地质问题。 1.颜色 是指新鲜煤表面的自然色彩，是煤对不同波长的光波吸收的结果。呈褐色—黑色，一般随煤化程度的提高而逐渐加深。 2.光泽 是指煤的表面在普通光下的反光能力。一般呈沥青、玻璃和金刚光泽。煤化程度越高，光泽越强；矿物质含量越多，光泽越暗；风、氧化程度越深，光泽越暗，直到完全消失。 3.粉色 指将煤研成粉末的颜色或煤在抹上釉的瓷板上刻划时留下的痕迹，所以又称为条痕色。呈浅棕色—黑色。一般是煤化程度越高，粉色越深。 4.比重和容重 煤的比重又称煤的密度，它是不包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。煤的容重又称煤的体重或假比重，它是包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。煤的容重是计算煤层储量的重要指标。褐煤的容重一般为1.05～1.2，烟煤为1.2～1.4，无烟煤变化范围较大，可由1.35～1.8。煤岩组成、煤化程度、煤中矿物质的成分和含量是影响比重和容重的主要因素。在矿物质含量相同的情况下，煤的比重随煤化程度的加深而增大。 5.硬度 是指煤抵抗外来机械作用的能力。根据外来机械力作用方式的不同，可进一步将煤的硬度分为刻划硬度、压痕硬度和抗磨硬度三类。煤的硬度与煤化程度有关，褐煤和焦煤的硬度最小，约2～2.5；无烟煤的硬度最大，接近4。 6.脆度 是煤受外力作用而破碎的程度。成煤的原始物质、煤岩成分、煤化程度等都对煤的脆度有影响。在不同变质程度的煤中，长焰煤和气煤的脆度较小，肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大，无烟煤的脆度最小。 7.断口 是指煤受外力打击后形成的断面的形状。在煤中常见的断口有贝壳状断口、参差状断口等。煤的原始物质组成和煤化程度不同，断口形状各异。
褐煤燃烧特性
褐煤燃烧特性 中国煤炭分类，首先按煤的挥发分，将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤；对于褐煤和无烟煤，再分别按其煤化程度和工业利用的特点分为2个和3个小类；烟煤部分按挥发分>10%~20%、>20%~28%、28%~37和>37%的四个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤。 一、燃煤产生烟尘的主要因素： 煤燃烧产生的烟有两种：一种是煤粉太细，直接被风力带出形成黑烟，这种情况较少；第二种是煤的挥发分高，还没有完全燃烧，就变成烟尘飞出去了，变成黑烟。 在燃烧制度和操作规程没有改变时，在设计燃用烟煤的锅炉燃烧褐煤或部分掺烧褐煤，与设计用煤偏差较大, 发热量低, 入炉煤的灰分、水分均高于设计煤种, 更由于炉膛截面积相对较小，在锅炉输出热功率相同时的烟气量相对大, 导致炉膛烟气速度相对高，造成燃烧不充分，形成黑烟。 二、褐煤主要特性： 1)热值低, 一般收到基低位发热值Qn e.t ar为8 370~ 16 750 kJ/kg, 即2 000~ 4 000 kcal/kg, 蒙东褐煤大致为3 000~ 4 200 kcal /kg。在锅炉保持同样蒸发量的条件下, 褐煤的燃料消耗量要比烟煤更多。由于褐煤热值低, 相同负荷下, 相比燃用烟煤其煤耗会增大。如果总燃煤量不增大, 锅炉出力可能相应降低。 2)水份大, 一般收到基水分Mar为20~ 40%,蒙东褐煤为28~ 32% 左右。在制粉系统中不易被干燥, 要求干燥介质的输入热量更高一些。 3)挥发份高, 一般干燥无灰基挥发分Vdaf为40~ 60% , 蒙东褐煤为45% 左右, 容易着火燃烧，但也容易引起堆放自燃；褐煤中挥发分析出温度点低，前期燃烧迅速，着火前移相对较多；同时,由于烟气量的增大,导致烟气流速增大,使得煤粉颗粒与碳颗粒在炉内停留时间减少，致使褐煤不充分燃烧，加剧污染物排放浓度； 4)易结渣, 一般灰渣软化温度t2 比较低, 蒙东褐煤t2 为1200e 左右; 褐煤的煤灰成分中多数表征为A l2O3 含量偏低、C aO偏高, 灰熔点及灰特性表征褐煤大多为易结渣煤种。 三、改善措施 1、燃料对锅炉的适应性
低挥发分无烟煤及其混煤燃烧性能研究
第２６卷／２０００年第１期湖南电力研究与试验低挥发分无烟煤及其混煤燃烧性能研究 黄’伟１，熊蔚立１，杨剑峰１，曹映春２ （１．湖南省电力试验研究院，湖南长沙４１０００７；２．湖南省火电建设公司，湖南株洲４１２０００） 摘要：采用热天平和一维火焰炉对耒阳低挥发分无烟煤及其混煤的着火、燃烧、燃尽 以及结渣特性等进行试验研究，分析了挥发分含量厦掺配比对煤燃烧性能的影响。根据 试验结果，运用模糊数学方法进行综合评判，确定了混煤的最佳掺配比，为混煤的合理 燃烧提供了科学依据。 关键词：无烟煤；混煤；燃烧特性；最佳掺配比 中图分类号：ＴＫ２２７．１文献标识码：Ａ文章编号：１００８—０１９８（２００６）０１—００ｌｌ－０５ Ｓｔｕｄｙｏｎｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｌｏｗ—ｇｒａｄｅａｎｔｈｒａｃｉｔｅ ｃｏａｌａｎｄｉｔｓｍｉｘｅｄｃｏａｌ ＨＵＡＮＧＷｅｉ‘，ＸＩＯＮＧＷｅｉ—ｌｉｌ，ＹａｎｇＪｉａｎ—Ｆｅｎ９１，ＣＡＯＹｉｎｇ—ｃｈｕｎ２ （１．ＨｕｎａｎＥｌｅｃｔｒｌｃＰｏｗｅｒＴｅｓｔａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ．Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０００７．Ｃｈｉｎａ：２．ＨｕｎａｎＴｈｅｒｍａｌ ＰｏｗｅｒＣｏｎｓｔｒｕｃｔｌｏｎＣｏｍｐａｎｙ，Ｚｈｕｚｈｏｕ４１２０００，Ｃｈｌｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｉｇｎｉｔｉｏｎ，ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ，ｂｕｒｎ－ｏｕｔａｎｄｓｌａｇｆ。ｒｍａｔｌｏｎａｂｏｕｔｌｏｗ ｇｒａｄｅａｎｔｈｒａｃｉｔｅａｎｄｉｔｓｍｉｘｅｄｃｏａｌｓｉｎＬｅｉｙａｎｇ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｖｏｌａｔｉｌｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔａｎｄｍｉｘｅｄ—ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｆｏｒｃｏａｌ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｌｌｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔ．ｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｍｉｘｅｄ—ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｉｓｄｅｃｉｄｅｄｂｙｂｌｕｒａｌｇｅｂｒａｍｅｔｈｏｄ， ｐｒｏｖｌｄｉｎｇｓｃｉｅｎｔｉｃａｌｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｔｏｒｅａｓｏｎａｂｌｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｏｆｍｉｘｅｄｃｏａｌ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｎｔｈｒａｃｉｔｅ；ｍｉｘｅｄ—ｃｏａｌ．ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ；ｏｐｔｉｍｉｚｅｄｍｉｘｅｄ—ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ 电站锅炉燃煤的燃烧特性对机组的设计和运行有很大影响，燃烧器、炉膛和各级受热面的设计布置主要取决于燃料特性。由于无烟煤挥发分含量低，难以着火与稳定燃烧，炉膛型式及燃烧器的选择显得尤为重要。未阳电厂二期工程为２×３００ＭＷ燃煤ｗ型火焰锅炉，为充分利用湖南省的煤炭资源，设计燃用未阳本地低挥发分无烟煤。 ｌ耒阳低挥发分无烟煤的燃烧特性 耒阳低挥发分无烟煤煤质特性如下： 工业分析：Ｍ．一８．１１％，旭ｄ一２．２０％…Ａ一２４．８９％，Ｖ女ｆ一６．１９％，Ｑ。。。，一２ｌ２４８ｋＪ／ｋｇ。 元素分析～Ｃ一６２．２９％，Ｈ。，一１．０８％～０＝２．８３％，Ⅳ。，一０．４２％～Ｓ一０．３８％。 灰熔点：ｔ１—１２６０。Ｃ，￡２—１３１５℃，ｆ３—１４１５Ｃ。 灰成分：Ｆｅ：０３—４．８１％，ＣａＯ一３．４％，ＭｇＯ＝ 收稿日期；２００５—０９—０９１．３３蹦，Ｎａ２０＝１．２０％，Ｋ：Ｏ一１．９２％，ｓｉ０２＝５５．９３％，Ａ１２０３—２３．９８％，Ｔｉ０２—１．４９％。 １．１着火性能 根据西安热工研究院对国内２０种动力用煤（包括无烟煤、贫煤、劣质煤、烟煤及褐煤）的反应指数及着火温度的测定结果，所得到的煤挥发分与煤反应指标和着火温度的回归分析结果，如表１所示。在实验室滴管炉上也进行了着火温度试验。结果与上述回归分析结果基本接近。 表１试验煤种及对比煤种着火性能数据煤种束阳煤金竹山煤晋东南煤永安煤 反应指教（ＲＴ）／Ｃ４５０４３５４０１５１５ 着火温度（ＩＴ）／℃８５０８３６８１８９７４ 着火距离（占全火焰）／蹦３０．５２８．９２３４３６４由表１可见，未阳无烟煤属于最难燃的无烟煤之一，其着火性能比金竹山煤和晋东南无烟煤差，比福建永安煤略好。 ·１】‘
煤燃烧模型发展现状-13页文档资料
煤燃烧模型发展现状 A. Williams, R. Backreedy, R. Habib, J.M. Jones, M. Pourkashanian Department of Fuel and Energy, University of Leeds, Leeds LS2 9JT, UK 摘要：现今的煤燃烧模型尚不精确，不足以为火电厂设计和煤种选择提供参考依据。大多数复杂燃烧模型可以在一定精度范围计算出流场和传热，但在计算从煤颗粒到焦炭的燃烧过程时精度则小得多。很多研究项目旨在发展一种更精确的计算方法来研究煤燃烧，尤其是在采用低NOx燃烧技术的锅炉或燃烧器中。文中列举了一些CFD煤颗粒燃烧模型的最新研究成果。通常我们关注第一步，即用挥发分预处理程序计算热解率、产物和挥发份及灰烬的组成。这些参数通常作为脱挥发分和挥发分燃烧子模型的输入参数，也可作为焦炭燃烧产物子模型的输入条件。子模型的精度可用四个已熟知的煤种（三个产于英国，一个产于美国）来检验。主要的挥发过程程序可与实验数据进行对比。为了比较对于燃烧产物的预测结果，文章也研究了焦炭燃烧的两个模型。同时，还对燃尽过程中煤的形态和表面状况进行了研究。文章研究了这些子模型在两种燃烧状况中的应用，包括在沉降炉和低NOx工业锅炉中，以及两者相结合的情况。计算获得的预测结果与实验测量值进行比较。 关键词：煤燃烧模拟 1.引言 煤在全球商业能源利用中所占比重为27%，在发电行业中占34%。而以上能源转化过程大多为煤粉的燃烧。显然，煤在能源持续利用的过程中占据了重要的地位。如今，越来越严格的环境保护法和激烈的竞争迫使电站选择更廉价的能源和最经济的运行条件。这就需要更严格和昂贵的燃料筛选机制以评价燃料的燃烧特性。近年来，作为替代燃料的煤粉，其燃烧模型日益受到重视。这种燃料利用方式方便快捷，能最大程度地优化锅炉和燃烧器的运行工况。 描述燃烧室内煤粉燃烧的计算流体力学（CFD）模型已经成为辅助设计的重要工具。但工程运用对定量的结果提出了更高的要求，而非仅希望得到定性的趋势[1-4]。高级子模型CFD程序为挥发分析出过程、挥发份燃烧、燃尽过程的精确处理提供了可能。至今，由于计算资源和人们对煤燃烧过程认识的局限，现有模型仅能表示简化的挥发分析出和燃烧过程。但计算机的发展以及人们对煤燃烧物理、化学过程认识的不断加强，使我们有能力建立更复杂完善的模型解决这一问题。 煤燃烧模型分为四个明确界定的步骤：加热、挥发分析出、挥发份燃烧和燃尽。其中的子模型可以描述污染物的生成、造渣以及流场和传热等物理现象。 为了更精确地给出燃烧过程的定量预测，保证模型第一阶段的挥发分析出参数精确（包括焦油和气体产量、产生速率及成分）至关重要，否则将在后续模型中引入和合成巨大的误差。挥发份析出子模型可以表示为简单的反应速率方程式或者复杂的计算机程序模型。后者可用于CFD代码的预处理。基于对煤结构特性描述的热解程序代码提供了一种确定脱挥发
印尼煤种特性
印尼煤的煤质分析：全水分27.74，灰分6，挥发分35.4，硫0.3，低位发热量4278Kcal。如用流化床锅炉燃烧此煤种，由于灰分太少，无法发挥流化床锅炉的优势，无法有效的传递热量，负荷肯定受影响，建议与其他物料或煤种掺烧。 流化床锅炉的掺烧方式大致有三种： 1、在印尼煤中掺烧石英砂，由于石英砂在高温下硬度非常大，会加剧受热面的磨损，最好不要采用。 2、如果贵厂还有链条炉或者附近有其他企业燃烧链条炉，可以将将链条炉渣掺烧到印尼煤中。链条炉渣的热值可以达到2000 Kcal左右。 3、在印尼煤中掺烧煤矸石，利用煤矸石的高灰分提高混合煤种的灰分比例。选择一种煤矸石：灰分73，挥发分20，低位发热量2231Kcal。将70%的印尼煤和30%的煤矸石混合后低位发热量为3664 Kcal，灰分为26.1，挥发分为30.78。经计算燃烧混合煤的锅炉热效率为88.7%，每小时燃煤量14.9吨（10.4吨印尼煤和4.5吨煤矸石）。 经过混合后的煤种品质可认为烟煤，完全适应471或478型流化床锅炉，但和燃用孟县煤有一些区别： 1、燃混合煤（低位发热量为3664 Kcal）的每小时煤量比用孟县煤（低位发热量5850 Kcal）大了60%。燃用孟县煤时需要适当调整一二次风量，保证煤与空气量相配合适。 2、燃烧不同煤种时循环流化床锅炉主循环回路和尾部对流
烟道的热量分配是用区别的。燃用低挥发分的孟县煤时，炉膛采用了较高的床温，因此进入尾部对流烟道的烟气温度高，携带的热量要比燃用混合煤多。燃用孟县煤时需要注意过热器气温和喷水量的调整。 济南锅炉厂设计处 2010年9月9日 根据锅炉专业通过丽村印尼保运人员了解，该煤种由于挥发份高，灰份低在炉子本身的燃烧调整上表现出来的主要特点如下： 1、具有较高的燃烧效率，非常容易燃尽，单从挥发份和灰份上讲类似于油页岩。 2、燃用此煤种很难蓄积料层，建立良好的物料循环，需要进行掺伴，1(印尼煤)/5（其他煤种）。 3、由于此煤种挥发份偏高会分较低，着火点低但同样其熔点也较低，表现出来的燃烧特性较粘，容易使落煤管、放渣管产生挂焦堵塞。 4、为了降低结焦的可能性保证锅炉的运行安全，床温控制较低一般不超过900度，对传热效率有一定的影响。 综上所述根据印尼煤的各种特性，我认为印尼煤进行掺伴燃烧具有较高的可行性，同时可以有效提高锅炉效率，与市场上低价位低热量、低挥发份的煤种进行掺伴，总体平衡经济性上应该占有一定的优势，但最佳的掺伴比例需要一定的时间段进行试烧
实验一煤燃烧特性的热重分析
实验一燃烧特性的热重分析 一、实验目的 1．了解热重分析仪的基本结构，掌握仪器操作； 2．学会应用热重法分析煤/生物质的燃烧特性。 二、实验内容及要求 1．熟悉热重分析工作原理； 2．学会处理煤/生物质燃烧热失重曲线，求解典型燃烧特性参数，并分析燃烧特性。 三、实验步骤 1．试样、气体准备，如预先干燥、磨制、筛分、称量试样等，罐装所需浓度和纯度的保护气体和反应气体。检查仪器放置平稳、管路气密性及电源连接完好等。 2．开启系统：（1）打开恒温水浴槽（温度设定：22℃）；（2）接通气体（氮气流量：30ml/min；空气流量：100ml/min）；（3）待恒温水浴槽达到设定温度 和气流稳定后，打开TGA 主机；（4）打开计算机进入Windows NT，双击“STAR e” 图标打开STAR e软件。 3．根据软件建立试验方法，设置升温速率10℃~30℃/min、最大温度900℃，完毕后按提示放置样品，按提示开始、结束（重新开始）试验。 4．根据随机软件进行数据处理。 5．关闭系统：（1）须在TGA 主机的炉温低于300℃后关闭恒温水浴槽；（2）关闭TGA 主机；（3）关闭气体；（4）关闭计算机。 四、实验报告 1．热重燃烧特性指标的含义和求解方法； 2．热重燃烧条件下各燃烧特性参数代表的意义； 3．求解煤/生物质燃烧特性参数； 4．结合所得数据分析燃烧特性。
瑞士Mettler-Toledo公司的TGA/SDTA851e热分析系统 图1、图2为热分析系统原理图。该系统包括热重/差热同步分析仪，热重天平和高温恒温浴槽。 具体参数如下：型号：TGA/SDTA851e；温度范围：室温~1600℃；大测试炉：直径12mm，容积900μl；温度准确度：±0.25℃；温度重复性：±0.15℃；线性升温速率：0.01~100℃/min；SDTA分辨率：0.005℃。 图1中，天平和测试炉组成的测试单元是热重/差热同步分析的核心，采用平行支架微量/超微量天平，称量不受样品支架长度变化（如热胀冷缩效应）的影响；内置砝码全自动校准；称量部件处于恒温室内（22.0±0.1℃），不受环境因素的影响。其中的测试炉采用水平结构，可最大限度地消除可能产生的气体紊流的影响，克服热气体对流上升容易产生的“烟囱效应”。该系统采用单坩埚结构，使样品处于测试炉的几何对称中心，在升温室得到均匀加热。测量样品的温度传感器直接安装于坩埚底部，能准确测取样品温度。加热炉内可通入需要的各种反应气体，同时为了保护天平免受反应气体的腐蚀，需要通入保护气体。 图1 热分析系统示意图 图2 TGA/SDTA851e原理图 1—隔热挡板；2—反应性气体毛细管；3—石英护套；4—气体排出阀门（偶联接口）；5—样品温度传感器；6—加热炉；7—炉温传感器；8—电源接点；9—真空和清洁气体管；10—恒温天平室；11—平行导向超微量天平；12—样品室开启装置；13—冷却水管道；14—保护气体入口；15—反应气体入口；16—真空连接和清洁气体入口
煤的特性
煤炭指标定义 1、全水和内水 全水是煤的外在水分和内在水分之和。外在水分：在一定条件下煤样与周围空气湿度达到平衡时所失去的水分；内在水分：在一定条件下煤样与周围空气湿度达到平衡时所保持的水分。这两个指标对计算低位热值，影响很大，尤其是全水，1个全水影响低位热值大约60大卡。 2、灰分 煤在彻底燃烧后所剩下的残渣称为灰分。煤中灰分增加，发热量降低、排渣量增加，煤容易结渣；一般灰分每增加2%，发热量降低100kcz1/kg左右。 3、全硫 煤炭的硫含量。 4、挥发分 煤中有机质的可挥发的热分解产物。其中除含有氮、氢、甲烷、一氧化碳、二氧化碳和硫化氢等气体外，还有一些复杂的有机化合物。实验中将煤样在隔绝空气条件下高温加热，从煤中有机质分解出来的液体和气体的总量中减去水分，就得出挥发分。 5、固定碳 煤的固定碳是指煤在隔绝空气的条件下有机物质高温分解后剩下的残余物质减去其灰分后的产物，主要成分是碳元素。根据固定碳含量可以判断煤的煤化程度，进行煤的分类。固定碳含量越高，挥发分越低，煤化程度越高。固定碳含量高，煤的发热量也越高。 6、热值 7、灰渣特性 将煤灰与糊精混合塑成三角锥体，放在高温炉中加热，根据灰锥形态变化确定。 DT（变形温度）：灰锥尖端开始变圆或弯曲时的温度； ST（软化温度）：灰锥弯曲至锥尖触及托板或灰锥变成球形时的温度； HT (半球温度)：灰锥形变至似半球形，即高约等于底长一半时的的温度； FT（熔化温度、流动温度）。灰锥熔化展开高度在1.5mm以下薄层时的温度。 煤灰是多种矿物质组成的混合物,这种混合物并没有一个固定的熔点,而仅有一个熔化温度的范围.开始熔化的温度远比其中任一组分纯净矿物质熔点为低.这些组分在一定温度下还会形成一种共熔体,这种共熔体在熔化状态时,有熔解煤灰中其他高熔点物质的性能,从而改变了熔体的成及其熔化温度. 煤灰的熔融性和煤灰的利用取决于煤灰的组成. 8、硬度（可磨系数） 煤的耐磨性、软硬程度，是指煤样破碎成粉的相对难以程度，是指煤能低抗外来机械作用的能力。用HGI表示。