循環(huán)流化床鍋爐運行參數(shù)對飛灰和灰渣特性的影響
本文關(guān)鍵詞:循環(huán)流化床鍋爐運行參數(shù)對飛灰和灰渣特性的影響,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:循環(huán)流化床鍋爐是一種比較成熟的潔凈煤燃燒技術(shù),適合我國國情,在我國得到大力發(fā)展。但是在運行中出現(xiàn)諸多問題,如結(jié)焦、積灰和飛灰含碳量偏高等,均與運行參數(shù)有密切關(guān)系。 作者以某電廠480t/h循環(huán)流化床鍋爐為研究對象,針對鍋爐運行中存在的問題進行了燃燒調(diào)整試驗,并研究了飛灰含碳量的分布特性。本文采用壓汞儀和掃描電鏡分別對不同工況下入爐煤、飛灰和灰渣進行實驗研究,并引入分形理論進行分析。在此基礎(chǔ)上,提出了循環(huán)流化床鍋爐運行參數(shù)與飛灰和灰渣分形維數(shù)的關(guān)系式。 通過對480t/h循環(huán)流化床鍋爐進行的燃燒調(diào)整獲得了不同負荷下的最佳運行工況,并得出運行參數(shù)與飛灰含碳量的關(guān)系。結(jié)果表明,增加氧量和降低一次風(fēng)量可以降低飛灰含碳量,風(fēng)室壓力的選擇與氧量和一次風(fēng)量有較大聯(lián)系,高風(fēng)壓適合低一次風(fēng)和低氧量運行。 飛灰含碳量隨著粒徑的變化具有峰值特性,粒徑為37μm區(qū)飛灰含碳量達到峰值,含碳量大于10%,且份額大約占50%,而4878μm低含碳區(qū)飛灰含碳量低于7%。因此峰值區(qū)飛灰是造成機械未完全燃燒熱損失的主要因素。 壓汞實驗結(jié)果分析表明:飛灰的平均孔隙率(峰值區(qū)50.461%、低含碳區(qū)34.100%)、比體積(峰值區(qū)688.333mm3/g、低含碳區(qū)410.400mm3/g)、比表面積(峰值區(qū)3.082m2/g、低含碳區(qū)2.580m2/g)明顯高于煤的平均孔隙率(7.208%)、比體積(71.467mm3/g)、比表面積(0.576m2/g)和灰渣的平均孔隙率(14.277%)、比體積(90.920mm3/g)、比表面積(0.881m2/g)。灰渣由于沒有微孔,其平均孔徑(9432.196nm)明顯較煤(870.654nm)和飛灰(峰值區(qū)2037.189nm、低含碳區(qū)2079.635nm)大。 煤、飛灰和灰渣具有很好的分形特性,灰渣的分形維數(shù)(平均值2.861)普遍比煤(平均值2.527)和飛灰(峰值區(qū)2.227、低含碳區(qū)2.694)的大,低含碳區(qū)飛灰的平均分形維數(shù)較峰值區(qū)平均分形維數(shù)大。對于飛灰而言,在爐內(nèi)停留時間越長,分形維數(shù)越大。 采用SEM圖像對峰值區(qū)和低含碳區(qū)的微觀形貌進行了分析,前者飛灰可以分為致密實心體和具有少量孔隙的椎體,后者的飛灰可以分為蜂窩狀體、旋渦體和孔隙較大且具有塑形痕跡的不規(guī)則體結(jié)構(gòu)。作者應(yīng)用Hausdorff方法對飛灰掃描電鏡(SEM)圖像進行表面分形維數(shù)計算。結(jié)果表明,飛灰的SEM圖像具有很好的表面分形特征,與基于壓汞實驗的飛灰分形維數(shù)較為一致。 本文在綜合考慮一次風(fēng)量、氧量、床溫、風(fēng)室壓力影響的基礎(chǔ)上,提出了分形維數(shù)分別與飛灰含碳量和灰渣含碳量之間的關(guān)系式。
【關(guān)鍵詞】:循環(huán)流化床鍋爐 運行參數(shù) 微觀特性 分形維數(shù)
【學(xué)位授予單位】:太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2013
【分類號】:TK229.66
【目錄】:
- 摘要3-5
- ABSTRACT5-8
- 目錄8-10
- 第一章 緒論10-20
- 1.1 我國能源與環(huán)境的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢10-12
- 1.2 循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)研究動態(tài)12-18
- 1.2.1 宏觀技術(shù)研究動態(tài)13-17
- 1.2.2 微觀技術(shù)研究動態(tài)17-18
- 1.3 課題研究內(nèi)容18-19
- 1.4 本章小結(jié)19-20
- 第二章 分形維數(shù)計算方法分析20-30
- 2.1 分形維數(shù)的特點20-21
- 2.2 基于壓汞實驗的分形維數(shù)計算方法21-23
- 2.3 基于掃描電鏡圖像的分形維數(shù)的計算方法23-29
- 2.4 本章小結(jié)29-30
- 第三章 480t/h循環(huán)流化床鍋爐燃燒試驗30-42
- 3.1 480t/h循環(huán)流化床鍋爐概況30-35
- 3.1.1 鍋爐系統(tǒng)30-34
- 3.1.2 鍋爐存在的問題34-35
- 3.2 燃燒調(diào)整試驗35-41
- 3.2.1 給煤粒度特性35-37
- 3.2.2 總風(fēng)量的影響37-39
- 3.2.3 一次風(fēng)量的影響39-40
- 3.2.4 風(fēng)室壓力的影響40-41
- 3.3 本章小結(jié)41-42
- 第四章 480t/h循環(huán)流化床鍋爐飛灰微觀特性分析42-66
- 4.1 燃料微觀特性分析42-45
- 4.2 飛灰粒徑和含碳量分布特性45-46
- 4.3 運行參數(shù)對飛灰孔隙結(jié)構(gòu)特性的影響46-47
- 4.4 運行參數(shù)對飛灰分形特性的影響47-58
- 4.4.1 氧量對飛灰分形維數(shù)的影響50
- 4.4.2 一次風(fēng)量對飛灰分形維數(shù)的影響50-51
- 4.4.3 風(fēng)室壓力對飛灰分形維數(shù)的影響51-52
- 4.4.4 床溫對飛灰分形維數(shù)的影響52-53
- 4.4.5 運行參數(shù)與飛灰分形維數(shù)的耦合53-55
- 4.4.6 飛灰粒徑對分形維數(shù)的影響55-58
- 4.5 飛灰掃描電鏡圖像分析58-64
- 4.6 本章小結(jié)64-66
- 第五章 480t/h循環(huán)流化床鍋爐灰渣微觀特性66-74
- 5.1 灰渣孔隙結(jié)構(gòu)特征及隨運行參數(shù)的變化66-67
- 5.2 運行參數(shù)對灰渣分形特性的影響67-71
- 5.3 灰渣與燃料和飛灰微觀特性的比較71-73
- 5.4 本章小結(jié)73-74
- 第六章 全文總結(jié)74-76
- 6.1 總結(jié)74-75
- 6.2 展望75-76
- 參考文獻76-80
- 致謝80-82
- 碩士期間發(fā)表論文82
【參考文獻】
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本文編號:387725
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