预防封闭煤场煤炭自燃的试验研究

发布时间：2017-04-07 19:20

  本文关键词：预防封闭煤场煤炭自燃的试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：封闭煤场成为燃煤电厂新型的储煤方式,但若封闭煤场发生煤自燃时处理相对困难,因此需要采取有效的措施防止储煤期间煤炭发生自燃,确保煤场的安全运行。 长兴电厂封闭煤场“烟囱效应”压差值约为0～138Pa,气体在“烟囱效应”下以类似锥形在煤堆中进行扩散。由于煤颗粒的离析,煤堆中间颗粒最细区域的R10000在13%～15%,而周围粗颗粒的R10000可达70%,而同等压差下流过粗颗粒的气体流量qv约为细颗粒的43倍,可以认为煤堆中间低温氧化强度低,而煤堆周围具有良好的补气条件,因此储煤期间应多关注周围区域的煤炭温度,同时对该区域进行有针对性情化保护。 煤炭温度的上升是煤炭自身低温氧化反应和温度传递共同作用的结果,随着煤炭低温氧化反应的进行,煤堆热源点的温度及直径大小不断增大,当温度为90℃时温度传递距离达954cm,温度传到5m处的响应时间降到67.17h(2.80天),同时使5m处的温度上升2.39℃。长兴电厂封闭煤场实际的温度测点布置需要进一步优化,当布置6套测温钢缆且圆形布置时,测点最远距离是472cm,能有效监测到煤堆温度状态。煤堆低温氧化预判中要同时关注各个温度测点的温度和温升速率,若相邻温度测点的温度较高且温升速率较快,表明温度测点区域及周围区域处在自热期甚至燃烧期,需要进行惰化保护。 从封闭煤场转角处进行充惰时,惰性气体对煤堆底部能起到惰化保护作用,同时惰化保护区域随着惰性气体压力和流量的增大而增大,当煤堆底部压力变为正压,外界空气无法进入煤堆,同时部分惰性气体从煤堆底部流出,此时封闭煤场的充惰效果达到最佳。然而煤炭温度较高,充情使煤堆最底部的压力变为0Pa或正压需要较大的充惰压力和流量,同时造成惰性气体的浪费,因此,封闭煤场储煤前期发出初级报警时只需开启充气管道进行充气；当煤炭温度较高时,如发出中级预警或者高级报警时,同时开启充气管道和锁气管道,防止外界空气进入煤堆,同时使惰性气体煤堆进行惰化保护。
【关键词】：封闭煤场 煤炭自燃 气体流动 温度传递 惰化保护
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD752.2
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-11
• 1 绪论11-22
• 1.1 燃煤电厂储煤场概述11-14
• 1.1.1 露天煤场及半封闭式条形煤场11-12
• 1.1.2 圆筒仓并列群仓12
• 1.1.3 半封闭圆形煤场12-13
• 1.1.4 全封闭煤场13-14
• 1.2 煤炭自燃概述14-18
• 1.2.1 煤炭低温氧化反应机理14-17
• 1.2.2 煤炭自燃过程17-18
• 1.2.3 煤炭低温氧化反应及自燃的危害18
• 1.3 研究背景18-20
• 1.4 研究内容20-22
• 2 封闭煤场煤堆内气体流动特性22-44
• 2.1 封闭煤场“烟囱效应”压差理论计算22-23
• 2.2 封闭煤场煤堆气体流动特性模拟23-29
• 2.2.1 煤堆内气体流动特性试验模拟23-25
• 2.2.2 煤堆内气体流动特性数值模拟25-26
• 2.2.3 Fluent数值模拟结果分析26-27
• 2.2.4 试验模拟结果分析27-29
• 2.3 煤颗粒在堆煤过程中的离析特性29-35
• 2.3.1 颗粒离析分层原理30
• 2.3.2 煤颗粒在堆煤过程中的离析特性试验30-32
• 2.3.3 堆煤过程中的颗粒离析特性32-34
• 2.3.4 不同高度堆煤的离析特性比较34-35
• 2.4 气体在粗细颗粒中的流动特性35-41
• 2.4.1 粗细颗粒摩擦阻力系数λ_0的比较37-40
• 2.4.2 粗细颗粒流动压差Δp比较40-41
• 2.5 气体在封闭煤场煤堆中流动路径41-42
• 2.6 本章小结42-44
• 3 煤堆温度传递特性及低温氧化反应状态预判44-65
• 3.1 煤堆温度传递特性实验室模拟试验44-52
• 3.1.1 实验室模拟试验44-47
• 3.1.2 温度响应时间、温度传递距离及热源点方位的选择47-49
• 3.1.3 煤堆热源点的温度传递距离49-51
• 3.1.4 煤堆热源点的温度响应特性51-52
• 3.2 实际煤堆温度分布及传递特性52-58
• 3.2.1 实际煤堆现场试验53-55
• 3.2.2 实际煤堆的温度分布特性55-57
• 3.2.3 实际煤堆的温度传递特性57-58
• 3.3 长兴电厂封闭煤场实际温度测点布置分析58-60
• 3.4 长兴电厂封闭煤场温度测点布置初步优化分析60-61
• 3.5 煤堆低温氧化反应状态预判61-63
• 3.6 本章小结63-65
• 4 封闭煤场合理有效充惰模拟试验65-76
• 4.1 封闭煤场充惰模拟试验66-67
• 4.2 无“烟囱效应”时惰性气体的流动特性67-69
• 4.3 有“烟囱效应”时惰性气体的流动特性69-71
• 4.4 不同“烟囱效应”下惰化效果的比较71-74
• 4.4.1 惰性气体压力P对应的气体流量Q71-72
• 4.4.2 “烟囱效应”对惰性气体流动分布的影响72-74
• 4.5 封闭煤场合理有效充惰方案74-75
• 4.6 本章小结75-76
• 5 全文总结及展望76-84
• 5.1 全文总结76-83
• 5.2 展望83-84
• 参考文献84-88
• 作者简介88

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