高堿金屬準(zhǔn)東煤燃燒特性及灰渣行為的基礎(chǔ)研究.pdf

1、新疆準(zhǔn)東地區(qū)蘊(yùn)藏著豐富的煤炭資源，準(zhǔn)東煤具有高鈉高鈣的煤質(zhì)特點(diǎn)，在燃用過程中給電廠受熱面帶來嚴(yán)重的積灰結(jié)渣問題，影響鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本文從基礎(chǔ)問題入手，選取五種典型準(zhǔn)東煤對(duì)其普遍煤質(zhì)特征及燃燒特性展開實(shí)驗(yàn)研究。研究發(fā)現(xiàn)，準(zhǔn)東煤具有高水分、極低灰分、中高熱值、低氮低硫等特點(diǎn);灰熔點(diǎn)較高，煤階和著火點(diǎn)均介于褐煤和煙煤之間。隨著采礦深度的增加，煤中水分減少、灰分含量降低、發(fā)熱量增加、含硫量減少，煤質(zhì)更加接近煙煤，結(jié)渣趨勢減輕;煤的著火溫度

2、略有降低，燃盡情況有很大改善，燃燒特性變好。
　　以天池能源深層煤為研究對(duì)象，對(duì)比分析高、低溫灰樣中的物相變化，并通過低溫灰熱重實(shí)驗(yàn)深入了解燃煤過程中準(zhǔn)東煤的礦物演變規(guī)律。測定不同溫度灰樣中Na、Ca含量，得到其釋放規(guī)律，并用Factsage軟件模擬出Na、Ca的析出形式。結(jié)果表明，準(zhǔn)東煤的原始礦物主要有石膏、方解石、石英、高嶺石、黃鐵礦等。在燃燒過程中，礦物間發(fā)生了復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)并最終生成鈣鐵鋁石、斜硅鈣石等。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，煤中Na

3、在400～600℃間開始析出，Ca在600℃前部分析出，1000℃后析出最快。結(jié)合Factsage的模擬結(jié)果，推測1000℃前Na的主要析出形式為NaCl(g)，1000℃后以NaOH(g)和Na2SO4(g)的形式析出。Ca在1000℃后與灰中鐵、硅等礦物形成低溫共熔體，達(dá)到熔融狀態(tài)后析出，含量急劇下降。
　　在燃用準(zhǔn)東煤的電廠進(jìn)行試驗(yàn)，研究在工業(yè)生產(chǎn)中準(zhǔn)東煤的積灰結(jié)渣特性。結(jié)果表明，隨煙氣流程積灰結(jié)渣有明顯變化。燃燒器區(qū)域結(jié)渣

4、呈金屬光澤，質(zhì)地堅(jiān)硬且接近于玻璃體，微觀形貌呈熔融的塊狀結(jié)構(gòu)、表面致密光滑有氣孔。隨煙氣流程受熱面溫度降低，積灰情況好轉(zhuǎn)，灰渣的顆粒尺寸減小，團(tuán)聚現(xiàn)象逐漸消失。煙氣中的Na在豎直煙道區(qū)域發(fā)生冷凝，導(dǎo)致該位置灰渣中出現(xiàn)大量鈉鈣長石。隨著放置時(shí)間的延長，渣樣逐漸生長，結(jié)渣量及厚度都有顯著增加。渣樣初始沉積層的主要礦物質(zhì)有石英、鈉長石、鈣長石和赤鐵礦。隨著渣樣的生長，石英含量及渣樣中的堿金屬含量逐漸降低。SOFA風(fēng)門開度變化時(shí)，會(huì)影響到爐內(nèi)燃