基于礦物質(zhì)賦存形態(tài)與轉(zhuǎn)變過程的爐內(nèi)灰渣沉積研究.pdf

1、所有的煤都含有一定量的產(chǎn)灰無機組分，在燃燒前這些無機組分不能經(jīng)濟有效地脫除。一些不可控爐內(nèi)換熱面上的灰渣沉積可影響鍋爐運行，導(dǎo)致非計劃停爐或降低鍋爐出力和電力生產(chǎn)效率。基于此類問題，本文內(nèi)容主要包括以下幾部分： 首先針對高鐵、高鈣、低灰熔點、易結(jié)渣神華煤，采用化學(xué)分離方法結(jié)合感應(yīng)耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP-AES)元素分析和XRD物相檢測確定了神華煤中鐵鈣礦物質(zhì)和其它硅鋁酸鹽礦物質(zhì)賦存形態(tài)，得到了燃料特性這一決定灰渣沉積的

2、內(nèi)在原因。 基于實驗室煤灰宏量分析的灰熔點數(shù)據(jù)，建立了煤灰熔點與氧化物表示的灰組分之間的關(guān)系，重點對比了線性偏最小二乘回歸算法與非線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在分析試驗數(shù)據(jù)時的差異；采用交叉有效性驗證以及變量投影重要性和預(yù)測樣本殘差平方和等指標優(yōu)化的偏最小二乘回歸模型能夠很好的表示灰成分與灰熔點之間的非線性關(guān)系。 分析研究了高熔點灰渣(初始變形溫度高于1400℃)在水煤漿鍋爐內(nèi)衛(wèi)燃帶上的沉積機理，認為鐵和鈣在沉積表面的富集加劇了顆粒

3、的燒結(jié)程度，為沉積灰渣顆粒不脫落提供了作用力。同時研究了采用水煤漿再燃降低NO<,x>技術(shù)對爐內(nèi)灰渣沉積的影響，認為再燃燃燒器附近顆粒接受到的入射熱流較低，從而延長了煤焦顆粒氧化燃盡時間，為包裹于煤焦顆粒內(nèi)部含鐵礦物質(zhì)與其它硅酸鹽礦物質(zhì)相互作用提供了更長的時間，生成較高粘附傾向的大顆粒；且由于再燃產(chǎn)生的局部還原氣氛，使得獨立于煤焦顆粒的外部黃鐵礦礦物質(zhì)顆粒氧化過程延長，相對最終氧化產(chǎn)物赤鐵礦(Fe<,2>O<,3>)具有高粘附傾向的中間

4、產(chǎn)物鐵硫氧共熔體(Fe-S-O)的存在時間延長，加劇外部鐵礦物質(zhì)的粘附傾向；同時再燃區(qū)燃燒器附近礦物質(zhì)顆粒接受到的入射輻射熱流較低，方解石和黃鐵礦顆粒的破碎在一定程度上降低，相對于非再燃工況更易生成較大顆粒的鐵、鈣灰顆粒，這部分具有較大慣性力的粘附顆粒更易向受熱面沉積。 結(jié)合實驗室燃燒裝置，對前人提出的灰污熱流儀評價結(jié)渣傾向做了改進，評價了神華煤的結(jié)渣傾向和結(jié)渣原因。提出了沉積灰樣的平均脫落周期和平均熱流衰減幅度2個指標，這2個

5、指標能夠較好地定量判斷不同煤種的結(jié)渣傾向。并在混煤結(jié)渣特性實驗研究的基礎(chǔ)上，提出了評價一組燃煤相對結(jié)渣強弱的方法，對比了該方法和灰熔點指標與粘度指標的差異。 結(jié)渣之所以影響鍋爐效率，是因為其降低鍋爐換熱效率，因此，對灰和渣的導(dǎo)熱特性作了初步的實驗研究，重點討論了影響換熱參數(shù)的幾個因素。 最后，結(jié)合一個工程實際，分析了渣油燃燒過程中爐內(nèi)灰渣沉積的原因和組分分布特性，發(fā)現(xiàn)沉積初始小顆粒層中，釩、硫、鈉、鈣和鐵元素含量比成熟階