反應條件對灰污層導熱系數(shù)影響的實驗研究.pdf

1、在我國當前的能源結(jié)構(gòu)中,煤炭一直占著主導地位。從現(xiàn)已探明的能源儲備上看,未來相當長的一段時間內(nèi),這種狀況都不會發(fā)生變化。但在電力領域內(nèi),依靠傳統(tǒng)的煤炭發(fā)電技術(shù)已經(jīng)不能滿足當今國際對環(huán)境保護的迫切要求。在目前所有的潔凈煤發(fā)電技術(shù)中,整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)以其高效率、低污染等眾多優(yōu)點而受到人們越來越多的關(guān)注。
　　在IGCC的氣化島中,廢熱鍋爐是對上游氣化爐出口的高溫合成氣進行顯熱回收的設備,其運行情況直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的發(fā)電

2、效率和穩(wěn)定性。然而,在廢熱鍋爐設計中受熱面的布置需考慮管壁積灰對傳熱的影響。由于IGCC系統(tǒng)中高溫、高壓、強還原性的環(huán)境特點使得灰渣表現(xiàn)出完全不同于煤粉鍋爐的物化特性。因此,用鍋爐設計中的灰污系數(shù)就很難做出準確的熱阻判斷。而環(huán)境條件對灰渣導熱影響的研究還很少。
　　本文通過自行搭建的試驗臺測量了不同煤種在不同條件煤灰樣品的導熱系數(shù),分析了溫度、空隙率、環(huán)境氣氛、灰成分以及壓力等因素對灰渣導熱系數(shù)的影響。結(jié)果顯示:在還原性氣氛下灰渣

3、的導熱系數(shù)會隨溫度的升高而在增大,其導數(shù)值分布在0.35～0.65W/m·K之間;且灰樣的熱處理溫度越高、環(huán)境壓力越大、空隙率越小,則其導熱性能也越強;灰成分由于決定著灰的熔融特性而對導熱系數(shù)有一定的間接影響;另外,通過與空氣氣氛下測量結(jié)果的比較,發(fā)現(xiàn)在還原性氣氛下,由于灰渣的熔融特征溫度會下降而使其導熱系數(shù)增大。
　　另外,還將已有的多孔介質(zhì)模型應用到灰渣導熱系數(shù)預測上。結(jié)果發(fā)現(xiàn)Maxwell模型和Verma模型的計算結(jié)果與實測