汪华剑
,
方庆艳
,
姚斌
,
雷霖
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段学农
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赵云辉
,
汪毅冈
,
周怀春
工程热物理学报
本文通过数值模拟和在实际锅炉上的试验,研究了310 MW Foster Wheeler技术w型火焰锅炉F层二次风下倾15°对炉内燃烧过程的影响.通过对模拟和试验的分析表明,F层二次风下倾后对炉内燃烧的影响主要表现在火焰行程延长,煤粉停留时间增加,还原区扩大,一次风与二次风的混合推迟等方面.试验和模拟结果都表明,F层二次风下倾后锅炉的火焰中心下降,飞灰含碳量降低,锅炉效率提高且NOx排放明显减少.
关键词:
W型火焰锅炉
,
F层二次风下倾
,
煤粉燃烧
,
提高效率
,
降低NOx
周儒昌
,
方庆艳
,
傅培舫
,
周怀春
工程热物理学报
本文利用热重差热综合分析仪（TG—DTA），在O2／N2及O2／CO2气氛下，研究了添加剂在不同氧浓度时对澳煤燃烧特性的影响；同时利用X-射线衍射仪分析了添加剂的物相组成。结果表明：此添加剂为典型的碱土／碱金属氧化物添加剂；在氧摩尔体积浓度为20％时，加入添加剂后澳煤在O2／CO2气氛下的燃烧特性优于O2／N2气氛；在O2／CO2气氛下，澳煤的燃烧特性随氧浓度的升高而一直得到改善，而加入添加剂后澳煤的燃烧特性并非随氧浓度的升高而一直得到改善，而是存在添加剂与气氛之间的协同作用，最佳氧浓度低于4O％；且相同条件下加入添加剂后澳煤的燃烧特性优于未加入。
关键词:
TG—DTA
,
添加剂
,
煤粉燃烧特性
,
O2/CO2气氛
傅培舫
,
方庆艳
,
姚斌
,
周怀春
工程热物理学报
本文根据反应动力学的简单碰撞理论(SCT),建立了气固两相反应通用模型,进一步研究了煤焦燃烧和燃尽的统一动力学模型;粉煤悬浮燃烧时挥发分的析出模型也可包含在该模型中;该模型充分考虑了粉煤在热天平中与在炉内燃烧条件下氧气浓度和氧气可达比表面积变化规律的差异,并给出了计算活化能函数和氧气可达比表面积的新方法,可提高利用热天平获取的动力学参数对炉内煤粉燃烧速率预报的准确性.通过热重分析和已经报道的试验数据对模型的合理性进行了检验.
关键词:
煤粉燃烧
,
SCT动力学模型
,
活化能函数
,
氧气可达比表面积
,
TGA
傅培舫
,
周怀春
,
方庆艳
,
姚海
工程热物理学报
通过FESEM和EBSP对煤粉在TGA、DTF和电站锅炉内燃烧过程中的亚观和微观形态及碳的含量变化的研究表明:炭的形态可分为5类:薄壁网架炭、厚壁网架炭、浅孔实体炭、实体炭和含碳矿物;同一煤样同一温度条件下炉内炭比TGA和DTF中的炭具有更大的反应比表面积;炉内炭的表面含碳量变化不大,不存在低温反应器的表面灰壳,因此,应用球形灰壳理论预报炉内煤粉的燃烧速率是值得怀疑的;亚观形态与微观形态间不存在几何分形上的自相似性.
关键词:
煤粉燃烧
,
亚观形态
,
微观形态
,
FESEM
,
W型锅炉
肖三霞
,
方庆艳
,
傅培舫
,
周怀春
工程热物理学报
采用热天平获得同一种煤在不同升温速率下的TG、DTG曲线,可求出燃烧速率、燃烧温度随燃烬度的变化曲线,根据两个不同升温速率下的数据,可计算出化学动力学参数活化能和指前因子随燃烬度的变化曲线.根据实验数据计算得到四个煤种的反应动力学参数随燃烬度变化的曲线,并预测其中一种煤在第三个升温速率下的燃烧速率随燃烬度的变化曲线,计算结果与实验结果符合较好.用此模型预测了在不同的恒定温度下试验煤种的煤粉燃烧速率随燃烬度的变化趋势.
关键词:
煤粉燃烧
,
反应动力学
,
燃烬度
,
热重分析
黄本元
,
罗自学
,
方庆艳
,
周怀春
工程热物理学报
在一台200 MW锅炉上开展了五种不同煤/煤气掺配比例工况的试验研究,采用便携式可视化系统检测并分析了掺烧不同比例与不同发热量的煤气对炉膛温度、火焰黑度、主蒸汽参数与锅炉效率的影响.结果表明:(1)炉膛温度随掺烧高炉煤气量增加而下降,随焦炉煤气量增加而增加;(2)燃烧器区域的火焰黑度随高炉煤气量增加而减小,随焦炉煤气量增加而增加;(3)锅炉热效率随高炉煤气量增大而下降,随焦炉煤气量增大而上升;(4)在180 MW负荷时,综合考虑锅炉安全性和经济性,掺烧20%的高炉煤气和10%的焦炉煤气是较佳的煤气掺烧比例.
关键词:
锅炉
,
煤粉
,
煤气
,
温度
,
黑度
傅培舫
,
方庆艳
,
周怀春
工程热物理学报
为了较准确地预报炉内煤粉燃烧速率,正确区分TGA中滞止煤粉表面与炉内载流煤粉表面氧气浓度的变化规律是非常关键的.从TGA中非稳态条件下坩埚内颗粒表面氧气浓度分布的数理解知,煤样的氧化过程是同时进行的,只是上部的氧化速率大一些,底部的氧化速率小一些;同一样品,同一升温速率,试样的堆积厚度的差异,会影响实验结果的重复性.分析表明,在初始和反应结束时,坩埚内颗粒表面氧气浓度等于环境浓度;反应速率达到最大值时,颗粒表面氧气浓度达到最小值.颗粒在炉内流动燃烧过程中,环境中氧气浓度值是单调减少的,煤焦表面氧的浓度是非线性变化的.
关键词:
煤粉燃烧
,
非稳态传质
,
浓度分布
,
TGA
傅培舫
,
方庆艳
,
周怀春
工程热物理学报
根据不同温度下氧分子平均自由程的大小,比较了小孔、中孔和大孔中三种扩散速率与煤焦表面燃烧速度的大小.研究表明:2000 K以内,颗粒表面分子扩散速率比氧化反应速率大1个数量级以上,过度扩散速率不小于氧化速率.温度小于1200K时,燃烧速率比Knudsen扩散速率小1～5个数量级,扩散孔径小于15～28 nm,反应主要在内外表面进行;1200～1600K时,燃烧速率与Knudsen扩散速率相当,扩散临界孔径28～38 nm,反应在外表面及浅层内表面进行;温度1600K以上时,Knudsen扩散速率比燃烧速率小1个数量级,孔径38～50 nm以下内表面上碳的氧化速度受扩散控制.煤焦的氧化主要发生在Knudsen扩散临界孔径10～50 nm以上的氧气可达表面上.
关键词:
氧气可达比表面积
,
煤焦燃烧速率
,
扩散速率
,
分子平均自由程
