基于光学测量技术的单颗粒煤粉着火特性实验研究

发布时间：2023-03-04 01:12

　　煤粉颗粒的着火特性研究有助于工业锅炉中煤的高效清洁利用和燃烧器稳定安全的运行。尤其是对煤粉颗粒在不同的影响因素下的着火方式、着火延迟、着火温度变化情况的研究,对于指导工业实践和建立煤粉着火模型十分重要。本文基于前人对煤粉颗粒着火特性的研究方法和相关结论,搭建平面火焰携带流式反应系统。该系统具有加热温度高、加热速率高、工况调节准确且范围宽广、并便于进行光学测量等优点。同时还建立高速摄像和连续激光联用的光学测量系统,并开发颗粒图像处理和温度测量的方法。结合以上开发的实验系统和方法,对单颗粒煤粉的着火特性进行实验研究。首先是在搭建的平面火焰携带流式反应器上开展对不同煤阶的煤粉的着火方式、着火延迟、着火温度等特性的研究。研究结果表明:褐煤和烟煤着火方式为均相着火,而无烟煤的着火方式为异相着火,褐煤在脱挥发分过程中存在煤粉颗粒破碎的情况。煤阶越低的煤着火延迟时间越短,着火时颗粒温度越低。这是因为煤阶较高的煤挥发分含量较少,使得其着火更加困难。在煤焦的氧化阶段,三种煤的煤焦都是首先从局部开始着火,然后扩散到整体的。并且煤阶越低的煤,煤焦的氧化过程温度越高。然后针对烟煤在不同O₂

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 煤粉颗粒着火及燃烧特性的研究现状
    1.3 本文研究内容
2 单颗粒煤粉着火实验系统
    2.1 平面火焰携带流反应器
    2.2 实验系统的标定和测试
    2.3 光学测量系统
    2.4 本章小结
3 颗粒着火分析方法
    3.1 颗粒着火识别方法
    3.2 煤粉颗粒温度测量方法
    3.3 本章小结
4 不同煤阶的煤着火的实验研究
    4.1 实验方案设计
    4.2 不同煤阶煤的着火方式
    4.3 不同煤阶的煤着火延迟时间
    4.4 不同煤阶的煤着火燃烧过程温度演变
    4.5 本章小结
5 富氧燃烧条件下单颗粒煤粉的着火特性研究
    5.1 实验方案设计
    5.2 煤粉着火过程在不同工况下形貌尺寸演变
    5.3 煤粉着火延迟时间和脱挥发分时间在不同工况下的情况
    5.4 煤粉着火燃烧温度在不同工况下演变
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 未来研究展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间的科研成果



本文编号：3753449