低品位水煤漿成漿、燃燒特性研究及應(yīng)用.pdf

1、水煤漿作為一種代油潔凈液體燃料，已在我國(guó)得到較廣泛的應(yīng)用，取得了較好的代油、節(jié)能和環(huán)保效果。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，作為主要能源的煤炭也將面臨緊張的供應(yīng)狀況，特別是優(yōu)質(zhì)煙煤。而傳統(tǒng)的水煤漿一般要求采用洗選精煤制備，這一方面限制了制漿煤種來(lái)源，另一方面提高了水煤漿的生產(chǎn)成本，使水煤漿在更大行業(yè)范圍和領(lǐng)域內(nèi)推廣應(yīng)用受到限制。因此，采用原煤或低品位燃料制備漿體燃料開(kāi)始受到人們關(guān)注。
　　燃料特性的差異將直接影響到它的成漿特性和燃燒特性，

2、本文結(jié)合汕頭萬(wàn)豐熱電廠220t/h燃油設(shè)計(jì)鍋爐改燒水煤漿項(xiàng)目，對(duì)低品位燃料在成漿特性、流變特性、燃燒特性、結(jié)渣特性等方面進(jìn)行了詳細(xì)的試驗(yàn)研究、理論分析和數(shù)值模擬。
　　首先在實(shí)驗(yàn)室對(duì)低揮發(fā)分煤的成漿特性和流變特性進(jìn)行了詳細(xì)試驗(yàn)研究，利用已有的4種添加劑，在濃度為65％-66％范圍時(shí)，低揮發(fā)分水煤漿粘度基本上能控制在1000Pa.s以下；MF型添加劑效果最好，最大成漿濃度可以達(dá)到66.49％。低揮發(fā)分水煤漿的流變特性均表現(xiàn)出明顯的“

3、剪切變稀”，屬于假塑性流體。
　　熱重和臥式爐試驗(yàn)表明幾種低品位燃料燃燒過(guò)程相似，爐內(nèi)燃燒溫度比較接近；低揮發(fā)分水煤漿和潞安煤泥水煤漿的著火溫度高于大同煙煤水煤漿，綜合燃燒性能以及燃燒前期的反應(yīng)能力也比后者差。大同煙煤石油焦5比5混漿的燃燒特性和大同煙煤水煤漿接近；低揮發(fā)分水煤漿的結(jié)渣不嚴(yán)重而潞安煤泥水煤漿和大同煙煤石油焦5比5混漿相對(duì)較為嚴(yán)重。
　　接著針對(duì)220t/h燃油設(shè)計(jì)鍋爐進(jìn)行改燒水煤漿的設(shè)計(jì)，對(duì)改造中存在的難點(diǎn)和

4、低品位水煤漿燃燒的特點(diǎn)進(jìn)行分析并提出相應(yīng)的技術(shù)措施，創(chuàng)新性提出了帶預(yù)燃室非對(duì)稱水煤漿燃燒器.燃燒試驗(yàn)表明改造是成功的，低揮發(fā)分水煤漿在爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定，鍋爐各種參數(shù)能達(dá)到設(shè)計(jì)要求并滿足機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，在缺氧的情況下，燃燒效率和鍋爐效率分別達(dá)到97％和89％。排煙SO2濃度與燃油相比有較大幅度下降，NOx排放也在較低的水平。
　　利用硅碳棒對(duì)爐內(nèi)燃燒區(qū)域結(jié)渣過(guò)程進(jìn)行研究，并對(duì)結(jié)渣棒上的灰渣進(jìn)行XRD圖譜和SEM分析研究，結(jié)合單一煤灰成

5、分結(jié)渣指標(biāo)、模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)判模型以及基于屬性數(shù)學(xué)與聯(lián)系數(shù)學(xué)的結(jié)渣特性綜合模型進(jìn)行結(jié)渣預(yù)測(cè)，表明低揮發(fā)分水煤漿屬中輕結(jié)渣，預(yù)測(cè)結(jié)果與結(jié)渣特性試驗(yàn)結(jié)果相吻合。
　　最后采用計(jì)算流體力學(xué)CFD數(shù)值模擬了220t/h鍋爐水煤漿燃燒過(guò)程和污染物排放規(guī)律，獲得了不同負(fù)荷以及高、中、低三種揮發(fā)分水煤漿的爐內(nèi)流場(chǎng)分布、溫度場(chǎng)分布、氣氛?qǐng)龇植嫉纫?guī)律，計(jì)算結(jié)果符合實(shí)際運(yùn)行情況，和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證吻合較好，對(duì)水煤漿鍋爐的燃燒調(diào)整試驗(yàn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)有重要的指導(dǎo)意