燃煤锅炉卫燃带结渣机理及结渣临界温度的实验研究

长沙理工大学硕士学位论文燃煤锅炉卫燃带结渣机理及结渣临界温度的实验研究姓名：刘唐庆申请学位级别：硕士专业：动力机械及工程指导教师：陈冬林20090501燃煤锅炉卫燃带结渣机理及结渣临界温度的实验研究作者：刘唐庆学位授予单位：长沙理工大学相似文献(10条)1.期刊论文陈冬林.谭旦辉.陈彦菲.裴晓冲.刘唐庆.CHENDong-lin.TANDan-hui.ChenYan-fei.PEIXiao-chong.LIUTang-qing燃煤锅炉卫燃带的设计校核计算-电力科学与技术学报2007,22(1)为解决卫燃带的结渣问题,提出卫燃带向火侧表面温度计算及控制的设计准则,同时提出炉内火焰与水冷壁管及卫燃带间的集总参数换热模型,并利用此模型建立燃煤锅炉卫燃带敷设面积、厚度、表面温度的代数计算公式.应用该模型对一台1025t/h锅炉定压运行煤粉炉的卫燃带进行设计传热计算,计算结果与实际情况基本吻合.2.期刊论文陈冬林.李慧勇.周臻.CHENDong-lin.LIHui-yong.ZHOUZhen确定燃煤锅炉卫燃带敷设面积的一种代数计算方法-动力工程2006,26(5)沿用锅炉热力计算标准方法中的集总参数方法,建立了炉内火焰与水冷壁管及卫燃带间的换热方程,并据此建立了燃煤锅炉卫燃带敷设面积计算用的代数计算公式,并以一台400t/h煤粉锅炉为例,用该公式详细分析了煤质特性、卫燃带的热物理参数、锅炉的运行方式及不投油稳燃负荷对所需卫燃带面积的影响.图7参63.学位论文何金桥燃煤锅炉卫燃带耐火材料结渣机理与结渣程度的模糊评判2008我国燃煤锅炉的用煤通常灰分高、热值和挥发分低。为提高煤的着火、稳燃和燃烬能力，燃煤锅炉广泛采用了卫燃带技术，但却出现了严重的结渣问题。卫燃带的结渣会改变炉内燃烧空气动力工况及炉膛出口烟温，进而改变锅内汽水换热工况。这会影响锅炉稳定运行，甚至酿成锅炉安全事故。为减轻和避免卫燃带结渣，就必须在充分研究煤灰在卫燃带耐火材料上的沉积结渣机理的基础上，对煤灰在卫燃带耐火材料上的结渣程度进行合理评判。这对于合理选用和设计锅炉卫燃带耐火材料、调整和改善煤燃烧，确保燃煤锅炉安全有效地运行具有重要的现实意义。本文依托国家自科基金项目--熔融煤灰在耐火材料上的沉积机理与行为[50576005]，首先通过高温muffle炉中熔融煤灰对卫燃带耐火材料板上的静态侵蚀实验，从微观上分析了熔融煤灰在耐火板结渣侵蚀时的化学反应机理、渣/板成分在耐火板表面上的扩散偏析机理；其次考虑到煤粉火炬燃烧行程各处燃烧状况的影响，通过煤粉火炬中耐火板上煤灰沉积结渣的模拟实验，研究分析了不同燃烧行程处耐火板上灰渣沉积扩散机理；最后结合我国应用普遍的四角切圆燃烧锅炉的卫燃带结渣严重的现状，于石门电厂进行了历时8个月的卫燃带耐火材料煤灰结渣试验，更加系统全面地研究了煤灰在耐火材料上的结渣机理。侵蚀实验研究结果表明：渣/板成分的选择性扩散偏析有利于粘结界面处灰渣的成核结晶，有利于降低煤灰对耐火板的粘结作用。氧化性气氛条件下，煤灰中碱性成分在高铝质耐火板中更容易扩散侵蚀，在1350℃～1500℃的炉内温度范围内，煤灰的碱酸比由0.053增加到0.174时，煤灰对高铝质耐火材料的侵蚀速度增加了0.09μm/(℃.h)。煤粉火炬各处灰渣沉积扩散和微观物相转化的研究表明：碱性成分有利于氧化铝质耐火板上的灰渣成核结晶，对SiC质耐火板上的熔融灰渣的成核结晶作用不明显，但沉积效应明显。Al2O3对碳化硅质卫燃带上熔融煤灰冷却过程的成核结晶起到显著促进作用。电厂锅炉内SiC质卫燃带沉积结渣渣样的微观分析研究表明：SiC质耐火板没有明显的侵蚀层，而且沉积在其表面的灰渣主要成分为各种碱性氧化物所转化的复杂结晶物；并且渣/板粘结界面存在扩散偏析现象。这也验证了结渣机理分析的合理性。实验结果也表明：粘结界面处灰渣的结晶度对渣/板之间的粘结程度密切相关。渣/板粘结处渣样的结晶度越大，渣板之间的粘结程度越小。一般而言，渣板粘结处灰渣结晶度小于30％时将发生严重结渣，而当大于70％后结渣较为轻微。氧化铝质耐火材料制作的卫燃带更适合应用于燃用灰分中碱性金属氧化物含量较高煤种的锅炉，而SiC质耐火材料卫燃带则适合应用于燃煤锅炉燃烧温度较低，还原性气氛较强的初始燃烧段。本文最后从煤灰在耐火板上的结渣粘结机理出发，结合渣/板粘结处灰渣的结晶度指标对熔融煤灰在耐火板上的结渣程度进行模糊聚类评判，全面地反映了熔融煤灰在耐火板材料上的结渣程度，并能够对这一结渣过程给予准确的数值描述，避免了结渣程度评判的片面性。4.期刊论文陈冬林.郑楚光基于可调卫燃带的燃煤锅炉炉膛热负荷的设计探讨-电站系统工程2002,18(3)详细分析了提出可调卫燃带的技术背景及煤质负荷变化对炉膛的内在要求,简单介绍了可调卫燃带的热力学及物理模型,简要说明了可调卫燃带对锅炉主要性能的影响.最后,提出了炉膛及燃烧器区域有效壁面热负荷的概念,并据此分析了可调卫燃带对有效壁面热负荷的影响,提出了其选取的基本原则.5.期刊论文陈冬林.鄢晓忠.夏候国伟.刘亮燃煤锅炉可调卫燃带的设计与试验研究-中国电机工程学报2001,21(7)在分析现有煤粉燃烧器和卫燃带局限性的基础上，提出用活动可调卫燃带来解决锅炉对煤种频繁变化的适应性和低负荷稳燃问题，介绍了一种层叠式微孔陶瓷隔热板可调卫燃带的物理模型、工作原理、有关关键技术问题及可调卫燃带微孔陶瓷隔热板炉内工作温度特性的模拟试验与计算结果。试验与计算表明，可调卫燃带炉内构件是安全的。6.期刊论文陈冬林.刘亮.郑楚光可调卫燃带对燃煤锅炉热力特性的影响-华北电力大学学报2002,29(2)介绍了可调卫燃带的概念与工作原理,并采用校核热力计算的方法,详细研究了煤种、负荷变化时可调卫燃带对炉膛吸热量、汽温、炉膛平均烟温、炉膛出口烟温、主要受热面进出口烟温等参数的影响.计算表明:可调卫燃带可使锅炉在更宽广的负荷范围内维持额定汽温;可提高低负荷时的热空气温度,可作为改善锅炉热力特性的一种有效调节手段.7.期刊论文谭旦辉.陈冬林.TANDan-hui.CHENDong-lin可调卫燃带隔热层的传热设计计算方法-电力科学与技术学报2007,22(4)提出了炉内火焰与水冷壁管及双层可调卫燃带隔热层间的集总参数换热模型,并利用此模型建立了燃煤锅炉卫燃带隔热层导热系数、敷设面积、厚度对可调卫燃带表面温度影响的代数计算公式.最后,应用该模型对一台1025t/h四角切圆煤粉炉的可调卫燃带隔热层进行了设计传热计算,计算结果与实际情况基本吻合,说明该集总参数传热模型可用于指导可调卫燃带的传热设计.8.期刊论文陈冬林.郑楚光基于可调卫燃带的准恒温燃烧及其对燃煤锅炉总体性能的影响-电站系统工程2002,18(1)在分析现有煤粉燃烧技术局限性的基础上,提出了基于可调卫燃带准恒温燃烧的新思想.介绍了安装于炉内水冷壁炉墙上且在运行中可以上下移动,能在燃烧器区域内维持准恒温燃烧工况的可调卫燃带装置的结构与工作原理.计算与实验表明,基于可调卫燃带的准恒温燃烧能大大改善燃煤锅炉的汽温特性、燃烧稳定性与燃烧效率、煤种负荷适应性等.9.期刊论文陈冬林.鄢晓忠.刘亮.夏侯国伟用可调卫燃带改善燃煤锅炉低负荷燃烧效率-动力工程2001,21(5)分析了现有燃煤锅炉低负荷运行时燃烧效率偏低的原因,提出了可调卫燃带的概念及模型,指出在低负荷运行时可调卫燃带提高燃烧效率的机理在于能在炉内构建一合理的温度场;介绍了低负荷运行时可调卫燃带对炉内温度场及燃烧率影响的模拟试验结果.试验表明:可调卫燃带对改善锅炉低负荷时炉内温度分布及提高燃烧效率具有十分明显的效果.图8参610.学位论文裴晓冲燃煤锅炉受热面煤灰粘接特性测试方法的研究2009卫燃带是实现低质燃煤锅炉稳定高效燃烧最有效最简单的方法，国内外低质燃煤锅炉几乎都采用卫燃带稳燃，但卫燃带容易引起炉内结渣。针对低质燃煤锅炉卫燃带的防结渣设计难题，提出了研究卫燃带材料上沉积煤灰渣粘接特性的煅烧实验与振动测试方法，研究并设计了振动式灰渣粘接特性测量装置。该装置的特点是振源的振幅和频率可控，实验原理简单，结构简单紧凑，装置部件较少，自动化程度高，实际动手操作起来也较为简单。该装置可以克服目前测试耐火材料上粘接特性的方法(目测法，气流冲刷法，刮铲法等)的共同缺点：主要依靠测试人员的经验判断，对同种结渣试样检测的重复性较差，对不同温度下对灰渣的区分度较差等。定义了描述耐火材料上灰渣粘接特性的灰渣振落率指标。煤粉燃烧过程中的结渣主要与煤灰粒子及卫燃带的表面温度有关，当温度逐渐升高时，煤灰在卫燃带表面上的沉积将由疏松的积灰逐渐过渡到紧密的结渣。疏松的积灰很容易通过振动振落，振落率近100％，紧密结合的渣则很难通过振动振落，其振落率很小，接近于0％，而介于疏松积灰与紧密结渣两者之间的灰渣沉积，其灰渣振落率在100～0％。显然，如果能获得不同燃烧温度条件下煤灰在卫燃带材料上的沉积试样，通过振动测试这些试样的灰渣振落率，则可判断不同温度条件下煤灰在卫燃带材料上的粘接特性，并提出了用于指导卫燃带防结渣设计的结渣临界温度概念及其测试方法从而为卫燃带的优化设计提供依据。实验选取了6种不同煤质的典型燃煤电站燃料煤，将过100目筛的煤粉(最大粒度为150μm)高温灰化，进行元素分析和工业分析。取灰样0.2克疏松撒播在高铝质耐火材料板上，制成煤灰/耐火材料试样对，在高温电加热炉中恒温烧结20小时，实验结束后试样自然冷却到室温。对结渣试样进行振动测试分析，得到6种煤灰的灰渣振落率测试结果，进而分析得到结渣临界温度(带)。该结论适用于敷设此种卫燃带耐火材料的锅炉，当燃用此种或性质类似煤种时，若恰当控制炉膛温度，可有效避免结渣。本文链接：授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：a803cdee-fa0b-4791-bd40-9de10094e9f2下载时间：2010年8月29日