燃煤锅炉卫燃带结渣机理及结渣临界温度的实验研究

摘要

目前，我国燃煤电厂大多采用低质煤燃烧。为确保煤粉在炉内稳燃，除采用高效燃烧器、细化煤粉等技术外，国内外燃煤电厂纷纷采用了卫燃带技术。但炉内敷设卫燃带后，使锅炉达到稳燃的同时，亦容易造成了卫燃带表面的结渣。为减少卫燃带表面结渣对锅炉造成危害，优化耐火材料设计，须弄清煤灰/卫燃带材料的结渣机理及界定出结渣临界温度。为此，作者提出了在高温加热炉内用静态煅烧实验法研究煤灰中的典型成分变化对煤灰在卫燃带材料上结渣的影响规律，并提出了煤灰/耐火材料板结渣临界温度的测定方法。 本文针对燃煤电厂广泛采用的典型卫燃带材料-碳化硅质和高铝质(高铬高铝与低铬低铝质)，就湖南周边电厂燃用的典型煤种煤灰进行成分渐变配比，开展了煤灰/耐火材料板的结渣机理及结渣临界温度的研究。内容分为：煤灰主要成分渐变配比试样的制备；成分渐变对灰熔融特性的影响规律；成分渐变对煤灰/耐火材料板结渣机理的影响；典型煤灰/典型耐火材料板结渣临界温度的测定。 文中先选用了向云贵煤灰添加SiO2及向冰水江岩页煤灰添加CaO、Fe2O3、MgO进行典型成分渐变灰样的制备，再测试出成分渐变试样的灰熔特性，之后在高温加热炉内进行了该渐变灰样的静态结渣实验。通过灰熔特性实验研究、煤灰/耐火材料的外观形貌及XRD分析表明：原煤种灰样添加典型成分后，灰渣灰熔特征温度均呈先降后升趋势；CaO的助熔效果最为明显，其对煤灰/耐火材料结渣影响也最为突出；同一典型成分渐变时，灰样在三种不同耐火材料的侵蚀规律表现一致；燃用云贵煤与冷水江岩页煤时，SiC耐火材料板较高铝质耐火材料抗渣性好。 另外，本文还基于静态结渣实验与结渣强度振动实验，定义了结渣临界温度的概念，并将线性回归拟合计算方法引入到结渣临界温度计算中来，分别得出了冷水江煤、晋东南煤、沪洲煤在三种不同耐火材料的结渣临界温度。这一结果，将为锅炉燃用此类煤种或相似煤种时卫燃带的选材、炉温的控制提供有力的参考依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1我国煤炭地位及其利用情况

1.2低质煤对燃煤锅炉的影响

1.3低质煤稳燃技术的应用

1.3.1燃烧器稳燃技术

1.3.2超细煤粉燃烧技术

1.3.3汽化小油枪燃烧技术

1.3.4提高煤粉气流初温

1.3.5卫燃带稳燃技术

1.4锅炉受热面结渣机理

1.5结渣的影响因素及评判方法

1.5.1影响因素

1.5.2煤灰结渣特性的评判

1.6卫燃带

1.6.1卫燃带发展现状

1.6.2卫燃带材料研究进展

1.6.3材料分类

1.7本文研究内容

第二章试验依据及方案

2.1实验依据

2.2煤样选取及样品制备

2.2.1煤样选取

2.2.2样品制备

2.2.3煤样分析

2.3煤灰制备

2.4煤灰成分分析与灰熔融性分析

2.4.1煤灰成分分析

2.4.2煤灰灰熔融性分析

2.5成分渐变煤灰试样的制备

2.6耐火材料选样及制备

2.6.1耐火材料选样依据

2.6.2耐火材料制备

2.7实验方案

第三章 煤灰融熔特性的实验研究

3.1实验仪器

3.2成分渐变试样的熔融特性实验

3.2.1SiO2对煤灰熔融特性的影响

3.2.2CaO对煤灰熔融性的影响

3.2.3 MgO对煤灰熔融特性的影响

3.2.4 F2O3对煤灰熔融特性的影响

3.3小结

第四章煤灰/耐火材料板的结渣机理研究

4.1结渣实验方法

4.2.本课题实验

4.2.1本实验条件

4.2.2实验过程

4.3 X射线衍射分析方法

4.4成分渐变对结渣机理的影响

4.4.1SiO2对样品在耐火材料板结渣的影响规律

4.4.2 CaO对样品在耐火材料板结渣的影响规律

4.4.3 Fe2O3对样品在耐火材料板结渣的影响规律

4.4.4 MgO对样品在耐火材料板结渣的影响规律

4.5小结

第五章煤灰/耐火材料板结渣临界温度的实验研究

5.1煤灰/耐火材料板结渣临界温度的测定方法

5.1.1目测法

5.1.2铲刮法，

5.3实验准备

5.4煅烧实验

5.5结渣临界温度测定

5.5.1冷水江煤灰在三种耐火材料的结渣临界温度测定

5.5.2晋东南煤灰在三种耐火材料的结渣临界温度测定

5.5.3沪州煤灰在三种耐火材料的结渣临界温度测定

5.6小结

结论与展望

1.结论

2.展望

参考文献

致 谢

附录：攻读学位期间参加科研项目和发表论文情况