高堿金屬煤及水煤漿灰渣沉積行為機(jī)理研究.pdf

1、傳統(tǒng)煤炭工業(yè)“高危、污染、粗放、無序”的生存模式長期以來為人詬病，大力推進(jìn)煤炭高效清潔利用勢在必行。新疆煤炭資源豐富，具有較低燃點(diǎn)、較高燃盡率、中等熱值、低污染元素含量以及低開采成本，是優(yōu)良的動力用煤和潔凈原料，符合煤炭清潔利用發(fā)展方向。然而新疆煤炭也以高堿金屬含量著稱，在鍋爐內(nèi)燃燒會使受熱面出現(xiàn)嚴(yán)重灰沉積現(xiàn)象，給安全生產(chǎn)帶來極大威脅。為高效利用新疆高堿金屬煤種，本文做了以下兩方面研究：一是以準(zhǔn)東煤為例研究其在電站鍋爐摻燒各受熱面灰沉積

2、機(jī)理，二是采用“新疆煤+油田污水”制備水煤漿方案并探討其液態(tài)渣與固態(tài)渣形成機(jī)理。
　　對于鍋爐內(nèi)受熱面灰渣沉積機(jī)理，主要得到以下結(jié)論：燃燒器區(qū)域硅碳棒結(jié)渣實(shí)驗(yàn)表明，由于粘性表面的形成，使得灰沉積速率提高，外層結(jié)渣相比于內(nèi)層燒結(jié)程度增加，處于晶體轉(zhuǎn)化為非晶體過程；分隔屏換熱器與高溫再熱器換熱面灰沉積主要由于鈉長石、鈣長石等礦物在高溫下經(jīng)復(fù)雜變化形成低溫共熔物，黏附煙氣中固體顆粒而形成堅(jiān)硬塊狀灰，低溫再熱器與低溫過熱器換熱面主要由于煙

3、氣中硫元素的沉而發(fā)生酸性腐蝕，主要晶相為硫酸鈣，省煤器主要由于煙氣攜帶的非晶態(tài)物形成松散型積灰；Factsage模擬計(jì)算結(jié)果與實(shí)際灰樣組成大致吻合，能夠幫助分析灰沉積物中礦物質(zhì)的轉(zhuǎn)化規(guī)律。
　　對于“新疆煤+油田污水”制備水煤漿方案，主要獲得以下結(jié)論：水煤漿的濃度、表觀粘度與穩(wěn)定性符合工業(yè)應(yīng)用要求；對兩種水煤漿能否形成液態(tài)渣膜作出預(yù)測，認(rèn)為形成穩(wěn)定液態(tài)渣是可能的；燃燒試驗(yàn)中漿顆粒部分在空間進(jìn)行燃燒，沒有完全貼壁燃燒，燃燒范圍延續(xù)至

4、水平煙道；比較而言，集中配風(fēng)下多投漿量高發(fā)熱量水煤漿燃燒溫度更高；各工況下液態(tài)渣和飛灰含碳量均較低，尾部煙氣的含氧量為4％~7%，CO濃度不超過60ppm，說明燃燒完全；液態(tài)渣在投漿后30 min時(shí)間段內(nèi)整體流動順暢，隨著燃燒的持續(xù)，液態(tài)渣流動滯澀；對固體結(jié)渣的外觀形貌、微觀結(jié)構(gòu)和礦物組成做具體分析結(jié)果顯示，堿金屬在壁面沉積阻礙液態(tài)渣膜形成，使得旋風(fēng)爐下部燃燒溫度較低，液態(tài)渣處在較低溫度水平而粘度較高流動滯澀，粘聚在排渣口，使得排渣不順