煤粉細度濃度對燃燒影響

1、關于煤粉細度濃度對燃燒影響第一張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月目錄煤粉的性質1煤的著火與燃燒特性2煤粉氣流的著火與燃燒3煤粉細度與濃度對燃燒的影響研究4第二張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月煤粉的一般性質煤粉細度 Rx煤粉均勻性系數(shù)n煤的可磨性系數(shù)四個方面第一章 煤粉的性質第三張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 形狀不規(guī)則:d500 2030多。 良好的流動性:表面積大，表面吸附大量的空氣,輸送方便。 自燃和爆炸性：吸附了大量空氣，緩慢氧化，溫升，達著火溫度自 燃。適當?shù)臈l件下引起爆炸。 爆炸三個必要條件：可燃物濃度，氧，點火能量。 水分的影響： 煤粉水分影響流動性與

2、爆炸性。 水分高：流動性差，易堵，粉倉搭橋。影響著火與燃燒。 水分低：自燃與爆炸。干燥耗能增加。煤粉的一般性質第四張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月煤粉的細度Rx（Dx） 用具有標準篩孔尺寸的篩子進行篩分測定。如篩孔邊長為xm，煤粉過篩后，漏下去的煤粉質量為b，留在篩子上的煤粉質量為a，則煤粉細度可用篩子上的剩余率或通過率表示Rx 越小，則煤粉越細煤粉經(jīng)濟細度 熱損失 q4、制粉電耗 qdh、磨煤設備金屬部件磨損 qms 之和為最小時的煤粉細度其中 n 是表示煤粉顆粒分布的均勻性系數(shù)煤粉細度 Rx第五張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 R200 R90， n為正值； 當R90一

3、定時，n值越大，則R200越小，說明煤粉中過粗的煤粉較少； 當R200一定時，n值越大，則R90越大，說明煤粉中過細的煤粉較少。 n值越大，煤粉中過粗和過細的煤粉均較少，即煤粉粒度分布較均勻。 n取決于磨煤機和粗粉分離器的型式，一般取n = 0.81.2。煤粉均勻性系數(shù)n第六張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 煤的可磨性系數(shù)表示煤磨成一定細度的煤粉的難易程度。全蘇熱工研究所（BTH） 在風干狀態(tài)下將質量相等的標準煤和試驗煤由相同的粒度磨制成相同的細度時，消耗的能量之比 1.5 為易磨煤哈氏可磨性指數(shù) HGI HGI 86 為易磨煤 與 HGI之間關系煤的可磨性系數(shù)第七張，PPT共四十五

4、頁，創(chuàng)作于2022年6月第二章 煤的著火與燃燒特性 內(nèi)容簡介著火與燃燒特性的概念燃燒特性指標燃料特性指標揮發(fā)分對燃燒的影響煤粉氣流著火指數(shù)與揮發(fā)分 間關系著火難易指標煤粉濃度對煤粉氣流著火指 數(shù)影響煤的燃燼特性第八張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月著火 由緩慢的氧化反應迅速過渡到劇烈自動加速反應過程，反應系統(tǒng)的溫度出現(xiàn)階躍性升高。燃燒特性 反映燃料著火難易、燃燒穩(wěn)定性、燃燒速度、燃燒效率、不同階段燃燒動力學規(guī)律的燃燒技術指標。著火與燃燒特性的概念第九張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月燃燒特性指標工程上采用一些技術指標定性、近似描述煤的著火與燃燒特性。燃料特性指標著火難易指標各種

5、燃料在不同條件下燃燒反應動力學的準確數(shù)學描述，即阿累尼烏斯定律中K0、E的準確數(shù)學描述。熱解特性指標燃燼性指標第十張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月燃料特性指標Vdaf：C/H：FC/Vdaf：越高，著火越容易，燃燒穩(wěn)定性越好。越高，煤化程度越高，著火越難。越高，煤中的揮發(fā)分相對含量越低，著火越困難。第十一張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月Vdaf 煤著火溫度、燃燒穩(wěn)定性及燃燒效率的重要指標。燃燒過程中實際釋放的Vdaf量、成分有別于工業(yè)分析中得到的Vdaf，其控制因素：煤種特性加熱環(huán)境的溫度加熱時間的長短煤粉顆粒的直徑Vdaf 煤齡越長，Vdaf越小。T越高，Vdaf越大。時

6、間越長，Vdaf越大。煤粉越細，Vdaf越大。第十二張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月?lián)]發(fā)分對燃燒的影響Vdaf （%,）揮發(fā)分對著火溫度的影響著火溫度（）Vdaf (%)揮發(fā)分對穩(wěn)燃負荷的影響第十三張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月煤粉氣流著火指數(shù)與揮發(fā)分間的關系FI( )第十四張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月煤的反應活化能E：燃料的反應活化能越低，著火越容易，燃燒速度越快；著火溫度Ti： 煤粉粒子或煤粉氣流開始著火燃燒時的溫度，為著火溫度。 著火的顯著標志就是反應系統(tǒng)的溫度一階躍升高。著火指數(shù)FI：制取200 400目窄篩分煤粉試樣，使煤粉高度離散地緩慢通過熾熱的

7、試驗爐膛，取能使煤粉顆粒著火的最低爐膛溫度為煤粉顆粒的著火指數(shù)。著火難易指標第十五張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月煤粉濃度對煤粉氣流著火指數(shù)( )的影響第十六張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月煤的燃燼特性煤粒從著火開始至完全燃燒時所需的時間 t；從著火開始，在規(guī)定的時間內(nèi)所燃燼的份額 r。燃燼特性通常在差熱天平中通過TG曲線得到。影響燃燼特性的主要因素：細度燃燒溫度氧氣濃度煤種第十七張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第三章 煤粉氣流的著火與燃燒 影響燃燒穩(wěn)定性的因素煤粉燃燒的一般過程煤粒子的著火機理與燃燒物理模型燃燒穩(wěn)定性的理論解釋煤粉氣流的燃燒穩(wěn)定性（著火與熄火）燃

8、燒過程中煤粒型態(tài)變化物理模型第十八張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月煤粉噴入爐內(nèi)后，煤粉粒子經(jīng)歷的過程： 加熱升溫 水分析出 揮發(fā)分析出 揮發(fā)分著火燃燒 焦碳著火、燃燒與燃燼揮發(fā)分的析出、著火燃燒，對煤粉氣流的著火與燃燒穩(wěn)定性具有重要的影響；焦碳的燃燒過程決定了煤燃燒過程的長短與燃燒效率。煤粉燃燒的一般過程第十九張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月煤粒子的著火機理與燃燒物理模型煤粒煤粒子周圍揮發(fā)分的濃度較低煤粒子周圍揮發(fā)分的濃度較高，達到著火所需的最低濃度煤粒子周圍的揮發(fā)分著火燃燒揮發(fā)分火焰焦碳煤粒第二十張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月燃燒過程中煤粒型態(tài)變化物理模型縮核

9、模型：等徑模型：爆裂模型：第二十一張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月小的煤粉顆粒比大顆粒更易于著火；不能熱分解的物質，著火發(fā)生于表面；完全熱分解的物質，著火發(fā)生于氣相；煤粉粒子為部分熱分解物質，其著火方式取決于粒徑、揮發(fā)分含量、環(huán)境氧濃度等因素的影響，既可能發(fā)生氣相著火、固相著火、氣固兩相同時著火。基本結論第二十二張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月煤粉氣流的燃燒穩(wěn)定性（著火與熄火）穩(wěn)定性概念傳統(tǒng)的穩(wěn)定性概念控制理論的穩(wěn)定性概念即燃料在某一熱力環(huán)境中燃燒時燃燒過程能連續(xù)不斷地進行，外觀表現(xiàn)為火焰不熄火。將燃燒室視為一控制系統(tǒng)，當這個系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)(如燃料特性、風煤配比、氣流初始溫

10、度等)在一個有界的范圍內(nèi)變化時，如果該系統(tǒng)的輸出(如放熱量、燃燒室內(nèi)的溫度等)能維持在一個穩(wěn)定的范圍內(nèi)，則該系統(tǒng)是穩(wěn)定的，即燃燒是穩(wěn)定的。第二十三張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月著火溫度理論：當燃料與氧化劑在不同的化學當量配比條件下，其著火溫度是不同的，其內(nèi)在原因可從反應活化能與質量作用角度來解釋。在某一瞬間，燃燒穩(wěn)定的條件為： Te燃燒室的環(huán)境溫度； Ti燃料的著火溫度。 此時的穩(wěn)定性指標即為燃燒室內(nèi)的溫度水平。燃燒穩(wěn)定性的理論解釋第二十四張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月燃料性質 燃料性質、煤粉細度；燃燒室內(nèi)的溫度水平；燃燒室的散熱條件；煤粉氣流的初溫；風煤配比；燃燒器的

11、氣動特性；影響燃燒穩(wěn)定性的因素第二十五張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第四章 煤粉細度與濃度對燃燒的影響研究煤粉細度對燃燒特性的影響煤粉細度對燃盡率的影響煤粉濃度對著火的影響煤粉細度對著火的影響第二十六張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月煤質情況 機組實際燃燒用褐煤，煤的工業(yè)分析及元素分析見表1煤粉濃度對著火的影響研究第二十七張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月模擬工況 模擬運行中的關鍵參數(shù)的變化對點火過程的影響，包括高溫空氣速度、一次風速、一次風煤粉濃度、煤粉細度等。煤粉濃度對著火的影響研究表2 各工況入口條件的選取第二十八張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月數(shù)學

12、模型 對于氣相湍流模型，本文使用標準k- 雙方程模型。在三維直角坐標系，控制方程統(tǒng)一形式為：煤粉濃度對著火的影響研究第二十九張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月煤粉濃度對著火的影響研究圖1 不同煤粉濃度下煙氣溫度沿軸向趨勢第三十張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月圖1 為稍偏離中心線，y=0.04 m 時煙氣溫度在不同煤粉濃度下沿軸向變化趨勢。由于高溫空氣與煤粉氣流溫差較大，在與煤粉氣流混合時其溫度略有降低；隨著煤粉脫出揮發(fā)分及揮發(fā)分的著火燃燒，周圍煙氣溫度又開始升高；當煙氣溫度突升時，煤粉開始著火，本文以煙氣溫度突升時所對應的距離為著火距離。煤粉濃度對著火的影響研究第三十一張，P

13、PT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月煤粉濃度對著火的影響研究圖2 煤粉濃度與著火距離的關系第三十二張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月從圖2可以看出，隨著煤粉濃度的增加，著火距離首先減小，當煤粉濃度為0.8 kg/kg 時降為最低，然后又隨煤粉濃度的升高而增加。這主要因為煤粉濃度低時，煤熱解釋放出的揮發(fā)分含量較少，其燃燒放出的熱量較少；隨著煤粉濃度繼續(xù)增加，煤粉釋放的揮發(fā)分足夠多，其燃燒產(chǎn)生的熱量可以快速加熱煤粉氣流，使得著火距離縮短，煤粉濃度為0.8 時著火距離降至最短；煤粉濃度繼續(xù)升高，其升溫所需熱量隨之增加，不利于揮發(fā)分的析出，致使其著火距離延長。煤粉濃度對著火的影響研究第三十三張

14、，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月保持其他條件不變，改變煤粉細度從平均粒徑34 m 增加到81 m，求得煤粉細度與著火距離的關系(圖3)。煤粉細度對著火的影響第三十四張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月煤粉細度對著火的影響圖3 煤粉細度與著火距離關系第三十五張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月從圖3可以看出隨著煤粉平均粒徑增大，著火推遲；但太小的煤粉粒徑并沒使著火顯著提前，且煤粉細度受到磨煤機和其它現(xiàn)場條件的制約，合理的煤粉平均粒徑為5070 m。煤粉細度對著火的影響第三十六張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月模擬結果與實驗數(shù)據(jù)的比較將數(shù)值模擬部分結果圖2與實驗研究結果

15、進行了比較，如圖4所示煤粉濃度對著火的影響規(guī)律。2 種方法所得結果趨勢相同。圖4 實驗所得煤粉濃度與著火溫度的關系第三十七張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月數(shù)值模擬及實驗結果表明：當一級筒入口的煤粉濃度為0.8kg/kg 時著火距離最短；合理的煤粉平均粒徑為5070 m。結論第三十八張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月試驗方法試驗采用兩種煤種, 利用沉降爐進行燃燒試驗, 以考察不同煤種以不同比例混合得到的配煤著火、燃燒、燃盡、結渣以及污染排放特性。以爐膛溫度1 300、過量空氣系數(shù)1. 2、煤粉細度R90 = 10% 作為主要試驗條件, 研究各種配煤的燃燒特性; 針對不同的煤粉細

16、度( R90= 5%、10%、20% )，得到配煤的燃燒特性及其影響因素。煤粉細度對燃盡率的影響的研究第三十九張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月煤粉細度變化對燃燒特性影響的試驗條件見表3煤粉細度對燃盡率的影響的研究第四十張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月隨著煤粉粒度減少, 即煤粉細度R 90 由20%、10% 減小到5%, 飛灰含碳量由7. 71%、6 . 22%降低到0. 45%。可見, 當煤粉細度R90 為5% 時, 煤粉燃燒非常充分。煤粉細度對燃盡率的影響的研究第四十一張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月根據(jù)表3 試驗條件得到燃煤細度變化時的燃燒特性為: 隨著煤粉細度逐漸變小, 即煤粉細度R90 由20%、10% 減小到5% , 著火溫度由1 258、1 222 降低到983 , 著火距離由350、280 mm 縮短到250mm, 變化基本是線性的。煤粉細度對燃燒特性的影響的研究第四十二張，PPT共四十五頁，創(chuàng)作于2022年6月這是因為在一定的煤粉濃度下, 煤粉越細, 進行燃燒反應的表面積就會越大, 而煤粉本身的熱阻卻減小, 因此可