准东煤

摘要： 富氧燃烧技术不仅是先进的碳捕集技术,且可通过气化吸热反应降低燃烧温度减少碱金属的析出,缓解燃用准东煤产生的积灰结渣等问题,提高准东煤的利用率。但循环烟气代替空气助燃,氧化反应与气化反应相互作用,会影响煤焦反应活性。为保证在有限反应空间内煤焦的燃烧效率,研究煤焦结构演化规律,对合理组织炉内燃烧、改善煤焦燃烧过程至关重要。在固定床上制焦,采用拉曼和傅里叶红外光谱仪研究煤焦微晶结构和官能团的演化过程。结果表明:O_(2)或CO_(2)单独与煤焦反应时,易生成芳香类碳结构,而H_(2)O与煤反应过程中更易生成脂肪类氢结构;无论在何种气氛下反应,煤焦内部均经历大分子结构的分解、无定形碳结构的生成和逐步石墨化的过程,气氛的改变影响的是有机物分解析出的过程;O_(2)与CO_(2)同时存在时,气化剂体积分数增加先促进芳香结构的解体生成易反应的脂肪链结构;而O_(2)与H_(2)O同时存在时,O_(2)体积分数增加会加速芳香结构的生成,H_(2)O体积分数增加,则反应首先消耗脂肪链结构,然后促进芳香结构解体,生成脂肪链结构。

摘要： 介绍了首台全燃准东高碱煤660 MW超超临界对冲燃烧锅炉的研发情况,阐述了炉膛关键参数选择、受热面布置优化、燃烧器布置优化、吹灰器布置优化等技术。结果表明:锅炉投运后具有优良的高碱煤适应能力,并且准东高碱煤综合掺烧质量分数达到90%以上。

摘要： 为解决电厂锅炉在燃用准东煤过程中受热面结焦问题,提出在受热面易结焦部位喷涂纳米陶瓷涂层的方案。基于图像分析方法,对煤灰熔滴与试样钢片的接触角与喷涂前后煤灰熔渣试样的元素成分进行测定,分析了纳米陶瓷涂层对试样钢片表面结焦的影响机理,并在某660 MW燃煤发电机组3号锅炉上进行喷涂工程应用,重点对喷涂前后炉膛结焦、锅炉效率、炉膛温度、吹灰器投运、NO_(x)排放等进行了对比分析。结果表明:纳米陶瓷材料涂层对煤灰熔滴的黏附能力存在削弱作用,且能够有效防护钢基体表面,具备良好的防结焦性能;喷涂纳米陶瓷涂层后,锅炉各项性能指标明显提升,水冷壁管壁温度最高由670°C降低为526°C,炉膛温度降低30~60°C,炉膛排烟温度降低9.5°C,锅炉效率提升约0.63%;吹灰器投运时长下降58.2%,NO_(x)排放量降低13.7%。纳米陶瓷涂层能够较好地解决炉膛受热面结焦问题,可为燃用准东煤锅炉结焦防治工程提供依据。

摘要： 以某混烧准东煤与北塔山煤的660 MW超超临界四角切圆锅炉为研究对象,使用ANSYS FLUENT软件,模拟当准东煤与北塔山煤的混烧质量比分别为8∶2、9∶1和10∶0时,分离燃尽风喷口投用位置对炉膛出口NO_(x)浓度和煤粉燃尽率的影响,确定分离燃尽风的最佳位置。研究表明,各混烧比下,还原区高度为4 m时,炉膛出口NO_(x)浓度和煤粉燃尽率达到最佳值,NO_(x)浓度分别为227.0、240.3、260.5 mg/m^(3),煤粉燃尽率分别为98.77%、98.67%、97.75%。保持还原区高度4 m不变,改变高低位燃尽风间距,当高低位燃尽风之间的距离为2.5 m时,炉膛出口NO_(x)浓度和煤粉燃尽率达到最佳值,NO_(x)浓度分别为227.010、240.300、260.525 mg/m^(3),煤粉燃尽率分别为98.77%、98.67%、97.75%。研究结果可为类似炉型混烧或全烧准东煤提供参考。

摘要： 在小型循环流化床(CFB)试验台进行了准东褐煤与柳枝稷混合燃料的掺烧试验,研究了底渣、飞灰和受热面积灰的形貌及矿物特征,并利用环境扫描电子显微镜(SEM)、X射线电子能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对样品形貌和矿物成分进行表征。结果表明:石英砂床料(SiO_(2))出现团聚现象,除石英(SiO_(2))外,团聚体主要由KAl_(3)SiO_(11)、NaAlSi_(3)O_(8)等含Na、K的矿物组成;旋风分离器出口处的取样枪表面发生严重积灰,且表面积灰出现分层现象,外层沉积为松散的粗颗粒,内层沉积为锥形灰块,分析表明Na、K的硫酸盐或者硅铝酸盐促进了灰颗粒烧结,从而在内层形成灰锥。

摘要： 为探究准东煤在燃烧过程中颗粒表面温度及其燃烧特性,搭建燃烧煤粉颗粒测温系统,燃用准东煤、2种烟煤、褐煤,得到4种煤样颗粒表面温度随燃烧器喷口高度的变化曲线。结果表明:4种煤样颗粒表面温度曲线变化趋势相似;而准东煤的燃烧过程最为剧烈,火光最为明亮,对应颗粒表面温度最高,燃烧特性最好,说明灰分含量、碱及碱土金属含量是影响颗粒表面温度的重要因素。

摘要： 我国新疆准东地区高碱煤储量丰富,但在燃烧利用过程中Na、K等碱金属以气相形式释放到烟气中会导致锅炉换热面积灰、结渣、腐蚀等,开展炉内气相碱金属释放的在线检测对于解决上述问题具有一定的指导意义。基于火焰自发射光谱法研制了1套便携式火焰中气相碱金属浓度检测系统,使用该系统对液态排渣旋风锅炉高碱煤燃烧火焰进行在线检测,得到不同测点的火焰温度、气相Na质量浓度和波段热辐射能,同时使用X射线荧光光谱(X-Ray Fluorescence Spectrometer,XRF)分析了灰渣样。结果表明:炉内气相Na质量浓度分布不均匀,燃烧哈密煤和神华煤的两渣室火焰平均温度分别为1415和1436°C,气相Na质量浓度分别为40.0和25.3 mg/m^(3)。气相Na质量浓度和波段热辐射能大小反映了炉内燃烧状态,同时在线检测结果与飞灰和液渣成分分析结果具有一定关联性,火焰气相Na质量浓度增加时,飞灰和液渣中Na质量浓度均增大,但更多的是向飞灰中迁移。

摘要： 新疆准东地区煤炭资源储量丰富、易开采,但准东煤中高含量碱金属Na导致其在燃烧过程中会出现严重的沾污结渣问题,严重限制了准东煤的大规模利用。准东煤开采利用中会产出大量煤矸石,若能将其与准东煤结合利用,不仅能解决部分煤矸石堆积占地和污染的问题,也有助于实现准东煤的清洁高效利用。针对准东高碱煤沾污结渣问题,综合运用TGA-DSC、XRD、XRF等分析手段研究了温度和煤种对Na释放特性的影响以及煤矸石添加剂的捕钠效果。结果表明:准东煤500°C灰化灰Na释放量随温度升高而增加,最大的2个温度区间为500~850°C(红沙泉Na释放量:24.62%,西黑山Na释放量:22.30%)和1200~1400°C(红沙泉Na释放量:20.37%,西黑山Na释放量:49.09%);红沙泉掺混样品在850和1000°C的Na保持率相对原样分别提升22.60%和19.23%,以K(Na,K)_(3)Al_(4)Si_(4)O_(16)和NaAlSi_(3)O_(8)形式将Na固留在灰中;西黑山掺混样品在850和975°C的Na保持率相较原样约提升15%,以NaAlSiO_(4)和Na_(6)(AlSiO_(4))_(6)形式固定Na;1200°C以上,2组样品中的Na均以非定形态物质存在;Na的捕获与释放同时进行,煤矸石添加剂捕获的Na含量随温度升高而下降,但在高温1400°C下,2种准东煤掺混样品的Na含量均为原样的2倍以上,仍具有较好捕钠效果。

摘要： 针对新疆高钙准东煤燃烧过程中钙镁黄长石的形成会影响准东煤结渣的问题,通过分子动力学方法对不同温度和矿物质配比下钙镁黄长石形成前的2个过程(CaO与SiO_(2)的结合过程和CaSiO_(3)与MgO的结合过程)进行探讨,计算分子之间的结合能和扩散系数,研究反应过程中矿物质的结合和扩散特性。结果表明:温度对CaO在SiO_(2)表面以及MgO在CaSiO_(3)表面结合特性的影响并不明显,但是对二者的扩散具有重要影响;随着温度的升高,CaO在SiO_(2)表面的扩散系数以及MgO在CaSiO_(3)表面的扩散系数均逐渐增大,高温下更易于形成钙镁黄长石。

摘要： 对某台中温分离循环流化床锅炉燃用准东煤过程中存在的沾污结渣问题进行分析,收集了一级蒸发器、三级过热器和二级过热器沉积的渣样,采用X射线衍射、X射线荧光光谱仪、扫描电镜和X射线能谱仪对渣样的元素分布、矿物成分和微观形貌进行分析。结果表明:燃用准东煤时中温分离循环流化床锅炉炉膛内换热器区域发生了严重的结渣和腐蚀问题。换热器所处的温度区域和换热器管束布置对结渣特性影响严重。当烟气温度较高时,沉积过程主要为:烟气中熔融的CaSO_(4)颗粒撞击换热器表面形成初始沉积层,而后黏结烟气中的飞灰颗粒,最终造成结渣。当温度较低时,沉积过程主要为:烟气中的Na、Si、Al结合生成钠的硅铝酸盐沉积在换热器表面引发结渣。并且沉积物中的硫酸盐与管壁氧化层生成硫酸盐络合物,导致换热器表面的腐蚀。

摘要： 准东煤田作为新疆最主要的能源保障基地,也是新疆煤电煤化工最主要的煤炭供应来源.因其煤质具有堆积密度小、易着火、易燃尽、强结焦、高碱金属含量、强沾污性、各矿的灰熔点相差比较大等特点,电厂试烧或掺烧准东煤均出现了锅炉结渣,尾部受热面结渣,爆管、高温腐蚀严重的现象,如何防止电站锅炉燃烧准东煤结焦长期以来是各设备厂家、专家及学者非常关注及研究的课题,希望通过大家努力攻破此难题,为中国的能源利用增砖添瓦.

摘要： 认识准东煤钠的蒸发冷凝特性对准东煤的合理利用具有重要意义.本文采用三步萃取实验分析了准东煤钠的赋存形态;检测了不同燃烧温度下煤灰中钠的含量,分析其释放规律;进行钠的冷凝实验,测量钠的最佳冷凝温度段,分析其冷凝形态;运用化学热力学平衡方法模拟钠的析出及化学反应.研究结果表明:准东煤中水溶钠含量约为55％;在200-300°C,有机钠伴随挥发分的析出而蒸发;在400-700°C,主要为水溶钠的释放,其活化能较低,钠的蒸发最快;钠的最佳冷凝段为670±20°C,冷凝区域具有成块、分散、呈流动性的特点;NaCl、Na2SO4、NaOH和Na2O·SiO2等气相和凝结相的相互转化是热平衡的主要化学反应.

摘要： 燃料碱性金属含量过高导致的锅炉受热面沾污问题严重的制约了准东煤的高效和安全利用.本研究针对前期发现的导致沾污重要原因之一“碱性金属硫酸盐沉积”,提出通过掺烧高岭土破坏硫酸盐气溶胶的形成,从而解决准东煤的沾污问题,基于高岭土掺烧对积灰、细颗粒物排放和硫迁徙影响的实验室研究结果,在某350MW燃烧准东煤的锅炉上进行了长期应用(9个月).实验室研究结果表明:高岭土掺烧可使飞灰中硫酸盐的分解温度降低120°C以上,在1150°C下3-6％比例的高岭土掺烧即可去除灰中所有的硫酸盐;沉降炉(1350°C)内6％的高岭土掺烧比例显著的抑制了硫酸盐气溶胶的形成,降低了～50％的PM1.0细颗粒物排放,消除了导致粗模态飞灰颗粒间粘接的物质,从而显著缓解了准东煤的积灰和结焦问题.350MW锅炉内的长期高岭土掺烧实验结果表明:将准东煤中的Na和Ca含量通过掺烧高岭土控制在2.1％和13.8％,可有效解决水平烟道的受热面沾污问题;相比混煤,高岭土掺烧可更有效的促进准东煤飞灰中硫酸盐的分解.

摘要： 本文选用三种准东煤的循环流化床气化飞灰,探究了水洗对飞灰中钠的脱除效果,并在立式管式炉上进行了900°C下煤气化飞灰和水洗脱钠飞灰燃烧实验.结果表明,准东煤气化飞灰属于高钠燃料.天池木垒煤气化飞灰和沙尔湖煤气化飞灰中钠主要以水溶的Na2SO4和NaCl为主,经短时间水洗后,飞灰中钠的脱除率达到70％和91％;飞灰直接燃烧过程中钠的析出率很高,而水洗脱钠后的飞灰燃烧过程中钠的析出率大大降低.神华准东煤气化飞灰中钠主要以不溶的NaAlSi3O8为主,水洗对飞灰中钠的脱除没有明显影响,飞灰直接燃烧过程中钠的析出率很低.因此天池木垒煤气化飞灰和沙尔湖煤气化飞灰更适合通过水洗进行钠资源的回收,而神华准东煤气化飞灰可直接进行燃烧利用.

摘要： 本文基于准东煤中Na/Ca的赋存形态,采用管式加热炉研究了准东煤中Na/Ca在惰性气氛下的释放特性和形态转变.研究发现,水溶态Naw在低温条件下先转变成不可溶态Nare,随着温度升高,不可溶态Nare又重新转变成水溶态Naw,T＞800°C,Na大量释放.酸溶态Caac先分解成CaO并且与其他矿物组分反应转变成不可溶态Care,随着温度升高,不可溶态Care逐渐转变成酸溶态Caac和水溶态Caw.Ca释放率低于Na,少量酸溶态有机Ca随挥发分释放而以气相形式释放.

摘要： 本文采用TMA、XRD、SEM-EDS、Factsage热力学计算以及高温煅烧实验研究了不同Na2SO4比例对准东煤积灰结渣特性的影响.低含量的Na2SO4能够大幅降低烧结开始阶段和液相形成阶段的初始温度;当其含量超过28.6％时,矿物组成不再变化,此时Na2SO4大部分残留在固相中,对灰熔融温度的降低影响趋于平缓.Na2SO4在矿物存在的条件下与CaO、硅酸盐发生反应,生成的CaSO4与其他Na、Ca的硅酸盐,随后CaSO4与Na2SO4在950°C发生共熔,Na、Ca的硅酸盐也易形成低温共熔物质,从而加重结渣倾向.

摘要： 准东煤具有特低灰、低硫等优点,且开采成本低,反应活性好,是低污染、低排放的洁净原料,但其碱金属K、Na含量偏高,具有较强的沾污结渣特性.为了研究准东煤的燃烧与沾污特性,在新疆准东地区搭建了实验台,针对其着火特性,做了一系列实验,同时在燃烧原理的基础上根据准东煤的特点,提出了一种着火模型,并对实验结果与着火模型计算结果进行对比,并解释存在差别的原因.

摘要： 新疆准东煤中钠含量高,在热转化利用过程中造成设备严重的沾污、积灰和结渣等问题.本文采用CO2-水作为脱钠提取液,考察CO2-水在常温常压条件下预处理煤的脱钠效果,方法是在一定固液比的煤水混合物中持续通入过量CO2气体,使煤样浸洗于弱酸性溶液中,其中的氢离子置换出与羧基结合的有机钠,从而实现对煤中水溶钠及大部分有机钠的脱除,实验采用固定床热解装置与TG-DTA分析仪分别对CO2-水预处理煤样热解过程中钠的迁移释放及其燃烧特性进行研究.实验结果表明CO2-水预处理能有效脱除准东煤中88％的钠,经过CO2-水预处理的煤样在热解过程中钠的释放量减少,其燃烧特性也优于原煤与酸洗煤,CO2-水预处理是一种高效的高钠煤燃前脱钠方法.

摘要： 本文选取准东五个矿区的煤样通过煤质分析和热重燃烧反应动力学研究，对其煤质组成和燃烧特性进行深入了解。结果表明，准东煤的煤质随矿区分布有很大变化，但总体上都具有低灰分、高水分、中低发热量、低硫含量等特点；碱金属含量很高,煤灰中碱性成分高，属钙质灰分。准东煤在燃烧时着火点低但燃烧速率小，碱金属尤其是K对燃烧特性有显著影响，降低了煤样在燃烧前期的表观活化能，但在燃烧后期大量碱金属的存在阻碍了煤焦的燃尽。

摘要： 新疆准东煤田作为我国乃至世界上最大整装煤田之一,对新疆地区及我国总体能源供给具有战略意义，本文针对准东煤富碱金属和结焦的问题,研究了温度和SiO2添加物对准东煤中碱金属赋存及迁徙特性的影响.研究结果表明准东煤中Na主要以水溶态存在,而K、Ca和Mg主要以不可溶态存在；随成灰温度升高,煤中水溶性Na含量显著降低而不可溶性Na含量升高.添加SiO2对准东煤中Na具有显著捕集效果，降低灰中水溶性Na的同时提高了不可溶性Na含量。

摘要： 本发明提供了一种能改变准东煤燃烧产物化学结构的调制物料，包括：90～97质量份的无机质和3～10质量份的有机质；所述无机质为合成无机质或自然无机质；所述有机质选自原油、重油、渣油和干酪根结构的油母质中的一种或几种。本发明的无机质在700°C以上的温场内，持续分解捕捉燃料中的有害元素钠和硫，形成硫酸碱金属盐，具有固钠固硫效果，降低受热面沾污和高温腐蚀；同时分解出的气体，使低熔点共熔物多孔疏松和可脱落。本发明调制物料中的有机质被无机质和/或准东煤燃烧后形成的低温共熔物包裹产生热解滞后现象，当共熔物粘结到受热面后，500°C的受热面上持续受热使有机质热爆破效应使黏合物结构疏松脱落。彻底解决了沾污问题。

摘要： 本发明提供了一种根据指数来降低准东煤结渣性能的配煤方法，该方法包括测定煤灰软化温度ST和流动温度FT、煤灰成分，根据公式Rz＝|STzd‑ST|×(FT‑ST)和Rc＝(SiO2+SO3)/2CaO计算Rz和Rc的值，依据Rz和Rc以及混煤煤灰中Na2O的含量决定掺烧比例。

摘要： 本发明提供的一种调控准东煤煤灰成分的方法，根据炉膛出口烟温设定混煤初始结渣温度，并根据煤和添加剂的煤灰成分设计混煤的掺配比例，同时对混煤的初始结渣温度进行验证，验证通过后根据掺配比例进行混煤，然后获取混煤燃烧时炉膛出口烟温，当出口烟温不稳定，则调节设定Tc值，调节设定的混煤初始结渣温度，调配煤和添加剂的比例，直至炉膛出口烟温恒定，解决了混煤结渣沾污的问题。能够很好的指导燃准东煤锅炉掺配添加剂，且根据锅炉实时负荷(烟温)及时调整掺配比例，节约燃煤成本。

摘要： 本发明提供了一种能改变准东煤燃烧产物化学结构的调制物料，包括：90～97质量份的无机质和3～10质量份的有机质；所述无机质为合成无机质或自然无机质；所述有机质选自原油、重油、渣油和干酪根结构的油母质中的一种或几种。本发明的无机质在700°C以上的温场内，持续分解捕捉燃料中的有害元素钠和硫，形成硫酸碱金属盐，具有固钠固硫效果，降低受热面沾污和高温腐蚀；同时分解出的气体，使低熔点共熔物多孔疏松和可脱落。本发明调制物料中的有机质被无机质和/或准东煤燃烧后形成的低温共熔物包裹产生热解滞后现象，当共熔物粘结到受热面后，500°C的受热面上持续受热使有机质热爆破效应使黏合物结构疏松脱落。彻底解决了沾污问题。

摘要： 本发明提供了一种根据指数来降低准东煤结渣性能的配煤方法，该方法包括测定煤灰软化温度ST和流动温度FT、煤灰成分，根据公式Rz＝|STzd-ST|×(FT-ST)和Rc＝(SiO2+SO3)/2CaO计算Rz和Rc的值，依据Rz和Rc以及混煤煤灰中Na2O的含量决定掺烧比例。

摘要： 本发明涉及一种防控准东煤结焦沾污的掺烧方法，属于火力发电厂燃煤掺烧及锅炉防结焦沾污技术领域，包括以下步骤：原料混合：对准东煤和添加物料进行入场检验，将检验合格的准东煤和添加物料按比例掺配；原料检验：对掺配后的混合原料进行入炉煤检验，检验合格后送入原煤仓；原料燃烧：将原煤仓的混合原料送入磨煤机研磨，然后经喷燃器送入锅炉燃烧室燃烧。本发明工艺简单，方法精准、操作简便、实效显著，为科学探索300MW、600MW及以上等级机组安全高比例燃用高钠煤提供了基础条件，纾解了地区煤炭资源利用中的突出矛盾，有利于地区煤炭利用全产业链的清洁化，对促进我国电站锅炉技术发展具有重要意义。

摘要： 用于减少准东煤对锅炉沾污的分布式炉膛液态排渣装置。现有燃煤机组燃用新疆准东髙碱煤时，采用气化或掺烧弱碱煤技术能减缓结渣沾污，无法根治高碱煤沾污结渣。本发明组成包括：锅炉炉膛，锅炉炉膛包括上部炉膛（11）、下部炉膛（1），下部炉膛底部分别布置有2个分布式炉膛（2），分布式炉膛对称布置在下部炉膛的两侧，2个分布式炉膛分别通过过渡烟道（12）与下部炉膛连接，过渡烟道内安装有凝渣管束（7），分布式炉膛顶部安装有一组旋流煤粉燃烧器（3），旋流煤粉燃烧器对应的一次风与二次风分别由燃烧器一次风入口（4）与燃烧器二次风入口（5）引入，分布式炉膛底部安装有渣井（6）。本发明用于液态排渣分布式炉膛锅炉。

摘要： 一种纯燃用准东煤锅炉装置，包括水系统、蒸汽系统、制粉系统、燃烧器系统、吹灰器系统、烟风系统；所述水系统、蒸汽系统、燃烧器系统共同组成锅炉装置，吹灰系统布置在锅炉内燃烧器及各级受热面区域，制粉系统向锅炉输送燃料在内部进行燃烧，所产生的烟气经过风烟系统排向大气。本实用新型可实现百分百燃用准东煤，燃烧期间受热面结焦可控，辅以配套吹灰器可将灰、焦清理干净。

摘要： 一种全燃准东煤660MW高效超超临界对冲燃烧锅炉，它涉及准东煤高碱煤技术领域。本实用新型解决了现有的锅炉在燃用准东煤时出现的严重结焦和沾污问题。本实用新型的炉膛四周由水冷壁围绕，炉膛上部辐射区布置有屏式过热器组，炉膛的折焰角上方布置有高温过热器，锅炉的水平烟道内布置有高温再热器，锅炉的尾部前烟道内布置有低温再热器，尾部后烟道内由上至下依次布置有低温过热器和省煤器，尾部烟道出口布置有脱硝装置，脱硝装置出口布置有空气预热器，旋流燃烧器组采用前后墙对冲燃烧方式，四个第一旋流燃烧器层由上至下依次设置在锅炉的前墙上，三个第二旋流燃烧器层由上至下依次设置在锅炉的后墙上。本实用新型用于实现大比例或全燃准东煤。

摘要： 一种对冲燃烧准东煤锅炉智能水力吹灰系统，它涉及准东煤高碱煤技术领域。本实用新型解决了现有的锅炉在燃用准东煤时炉膛出现的严重结焦，使用蒸汽吹灰器无法有效清除结焦的问题。本实用新型的锅炉采用Π型布置方式，锅炉炉膛截面为长方形，锅炉本体四周由前水冷壁、后水冷壁、左水冷壁和右水冷壁围绕而成，多个水力吹灰器分别设置在前水冷壁和后水冷壁上，多个智能热流传感器分别设置在前水冷壁、后水冷壁、左水冷壁和右水冷壁上。本实用新型的水力吹灰器仅安装在前后墙水冷壁上就能覆盖全炉膛区域，减小了水力吹灰器的射程，从而大大减小了耗水量，降低对锅炉燃烧和效率的影响，通过采用智能水力吹灰系统，为实现全燃准东煤提供了有利保障。