新疆高碱煤沾污结渣机理与试验研究

发布时间：2020-12-19 15:07

　　新疆准东高碱煤储量巨大,然而其高碱金属含量导致锅炉燃烧利用中常出现的沾污结渣腐蚀问题,限制了其推广运用。首先分析准东高碱煤沾污、结渣、腐蚀机理,找到其反应过程的影响因素和条件,通过化学反应控制办法抑制或防止高碱煤燃用过程中易出现的沾污结渣腐蚀问题;其次针对国内外常用的沾污结渣判别指标逐一分析,明确指标的使用条件,并从沾污结渣机理与各判别指标间内在关系进行了深入分析,进一步明确了各类沾污结渣预测指标作为判别沾污结渣程度的原因,并将不同结渣判别指标和沾污判别指标与新疆井工煤、西黑山煤与能化煤的实际燃用沾污结渣情况对照,发现目前指标并不能很好地区分高碱煤沾污结渣特性差异。依托先进的试验设备对煤粉燃烧特性进行元素分析、工业分析、灰熔点分析、同步热分析,灰渣元素分析,对煤质的燃烧特性有更清晰的认识;采用实验探究的方法,依据模块化、可视化、可改装的设计思路搭建了60KW燃煤锅炉塔式试验台,设计了可靠的数据采集测量系统、流态化可调给粉系统、壁温调控系统、烟气成分测量系统,通过壁温调控手段探究具体参数(如:烟温、壁温、煤种、受热面涂层、管束排列)对受热面实际沾污结渣的影响和灰渣元素成分沉积规律。本文探... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：116 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 课题研究目的与意义
    1.3 本文主要研究内容
第二章 沾污结渣腐蚀机理与影响因素
    2.1 煤灰沾污机理
    2.2 煤灰结渣机理
    2.3 准东煤腐蚀机理
        2.3.1 钠的赋存形态及对高温受热面的影响
        2.3.2 氧化钠对高温受热面腐蚀机理
        2.3.3 氯化钠对高温受热面腐蚀机理
    2.4 现有准东煤燃烧防治沾污、结渣、腐蚀的方法分析
        2.4.1 降低反应物浓度
2O、NaCl浓度">            2.4.1.1 降低Na₂O、NaCl浓度
2浓度">            2.4.1.2 减少含硫氧化物、O₂浓度
2O₃ 浓度">            2.4.1.3 减少Fe和 Fe₂O₃ 浓度
        2.4.2 调控反应温度的控制方法
            2.4.2.1 烟气再循环
            2.4.2.2 合理布置受热面
    2.5 本章小结
第三章 沾污结渣判别指标与试验研究
    3.1 结渣判别指标分析
        3.1.1 灰熔点判别法
        3.1.2 灰成分判别法
2/Al₂O₃）">            3.1.2.1 硅铝比（SiO₂/Al₂O₃）
            3.1.2.2 硅比G
            3.1.2.3 碱酸比（B/A）
            3.1.2.4 结渣指数Rs
            3.1.2.5 结渣指数RH
            3.1.2.6 结渣综合判别指数Rz
    3.2 沾污判别指标分析
2O含量">        3.2.1 Na₂O含量
2O当量含量">        3.2.2 Na₂O当量含量
        3.2.3 沾污指数Rf
    3.3 不同产地准东煤质沾污结渣性能分析
    3.4 准东煤沾污结渣试验研究
    3.5 本章小结
第四章 试验台建设与功能
    4.1 试验台本体设计
    4.2 数据采集系统
        4.2.1 温度信号采集
        4.2.2 压力信号采集
    4.3 磨煤与给粉系统
        4.3.1 磨粉系统
        4.3.2 给粉系统
    4.4 换热管冷却系统
        4.4.1 工质过滤系统
        4.4.2 高压雾化系统
        4.4.3 液态水捕集排水系统
        4.4.4 冷却气流透明管路系统
    4.5 烟气成分分析系统
        4.5.1 不凝性气体测量
        4.5.2 烟气中水分测量
    4.6 本章小结
第五章 准东煤特性试验研究
    5.1 试验流程
    5.2 原煤成分分析
        5.2.1 煤粉元素分析与工业分析
            5.2.1.1 煤粉基本元素分析
            5.2.1.2 煤粉微量元素分析
        5.2.2 煤粉工业分析
    5.3 灰融点温度
    5.4 同步热分析
        5.4.1 热重分析
        5.4.2 吸放热分析
        5.4.3 同步热分析曲线
    5.5 不同煤种着火温度与燃尽温度的差异
    5.6 加热速率对煤粉燃烧失重的影响
        5.6.1 加热速率对煤质着火温度和燃尽温度影响
        5.6.2 加热速率对煤质水分析和残渣质量的影响
        5.6.3 加热速率对煤粉放热影响
    5.7 灰样成分分析
        5.7.1 电感耦合等离子体发射光谱仪介绍
            5.7.1.1 ICP功能
            5.7.1.2 ICP构成
            5.7.1.3 ICP工作过程
            5.7.1.4 ICP优缺点
        5.7.2 灰渣成分分析步骤
        5.7.3 灰渣重量数据
        5.7.4 灰渣元素成分
    5.8 烟气成分
    5.9 本章小结
第六章 准东煤沾污结渣特性试验研究
    6.1 受热面切片分析（EDS）
    6.2 纳米陶瓷涂层对沾污结渣腐蚀影响
    6.3 单管壁温周向分布
    6.4 单管壁温轴向分布
    6.5 换热面灰污元素成分
    6.6 换热管周向灰污形貌特点
    6.7 烟气温度对受热面沾污结渣影响
    6.8 壁面温度对受热面沾污结渣影响
    6.9 煤中Ca、Fe元素影响
    6.10 换热管布置方式对烟气流场影响
    6.11 热电偶沾污结渣影响
        6.11.1 燃煤量与实验时间
        6.11.2 烟气温度
    6.12 煤中S和 Na元素影响
    6.13 本章小结
第七章 结束语
    7.1 本文主要工作与成果
    7.2 研究创新点
    7.3 后续工作安排
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]准东高碱煤沾污腐蚀机理与锅炉炉膛选型建议[J]. 吴乃新.  锅炉技术. 2017(03)
[2]炉内喷涂高温纳米陶瓷材料涂层对锅炉性能的影响研究[J]. 王慧青,孟勇,龚志伟.  锅炉技术. 2017(02)
[3]锅炉受热面高温腐蚀类型及其机理分析研究[J]. 万丛,王恩禄,徐煦,梁露月,茅锦达.  锅炉技术. 2017(02)
[4]高碱金属煤煤灰沾污特性评价方法[J]. 刘家利,苏国庆,张小宏,杨忠灿,姚伟.  热力发电. 2016(01)
[5]350MW机组锅炉掺烧准东煤结渣问题分析[J]. 杜智华,姚伟,方顺利,张森.  热力发电. 2015(11)
[6]水洗脱除准东煤中水溶性钠的影响因素分析[J]. 祁慧,赵永椿,姚斌,张军营,郑楚光.  热力发电. 2015(09)
[7]纳米陶瓷覆层在华电红雁池电厂#4锅炉的应用[J]. 齐佶,王红军,郭晓峰.  发电与空调. 2015(04)
[8]准东煤电基地工业固体废物综合利用研究[J]. 靳杰,白雁斌.  环境科学与管理. 2015(04)
[9]前处理方法对准东煤中钠含量测定的影响[J]. 董倩,张海霞,朱治平.  洁净煤技术. 2015(02)
[10]添加剂对准东煤灰熔融特性的影响[J]. 赵庆庆,代纪邦,金晶,程智海,钟程鹏.  上海理工大学学报. 2014(06)

硕士论文
[1]高碱金属煤及水煤浆灰渣沉积行为机理研究[D]. 杨光.浙江大学 2016
[2]高碱金属准东煤燃烧特性及灰渣行为的基础研究[D]. 陶玉洁.浙江大学 2015
[3]无氧气化过程中生物质热解及半焦燃烧的实验研究[D]. 马强.浙江大学 2010
[4]提高燃煤锅炉抗结渣能力问题的研究[D]. 吴其兴.华中科技大学 2007
[5]改性分子筛制备工艺的研究[D]. 于晓荣.辽宁科技大学 2006



本文编号：2926114