五彩湾煤在O2/CO2燃烧条件下的积灰特性_中国煤炭行业知识服务平台

五彩湾煤在O₂/CO₂燃烧条件下的积灰特性

作者

段晓丽张彦迪朱晨钊杨浩张旭王长安赵磊韩涛刘银河
单位

西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室
摘要

锅炉燃用准东煤极易发生严重的受热面积灰结渣等问题，制约了新疆准东地区煤炭资源的大规模利用。在一维沉降炉燃烧与积灰试验系统上，研究了准东五彩湾煤的积灰特性，分析了稀释气体种类、O₂/CO₂燃烧中氧浓度对飞灰沉积的影响。结果表明:在21%氧浓度下，与稀释气体为N₂相比，稀释气体为CO₂时得到的沉积灰颗粒之间黏连现象不明显，积灰倾向较弱;O₂/CO₂燃烧条件下，随着氧浓度提高，五彩湾煤的积灰倾向加重，细散灰颗粒减少，球形灰颗粒比例增加，灰颗粒的黏连现象加重。SEM-EDS分析结果表明:O₂/CO₂燃烧中随氧浓度的提高，沉积灰中的块状灰颗粒表面缩孔及凹坑增多，且灰颗粒表面黏附了白色细散絮状灰，Na和Cl的富集加重，这是造成高氧浓度燃烧受热面积灰加剧的重要原因;稀释气体种类对五彩湾煤积灰倾向的影响研究中，稀释气体为N₂(空气燃烧)时，Na和Cl含量明显高于稀释气体为CO₂(O₂/CO₂燃烧)时的含量。此外，燃烧稀释气体为N₂的沉积灰中还出现了Ca和S元素的富集，高温下CaO与硅铝酸盐发生反应生成低温共熔体，这也是空气燃烧时积灰较O₂/CO₂燃烧严重的重要原因。XRD分析结果在一定程度上佐证了EDS的分析结论，灰分中CaSO₄、NaCl等低熔点物质的富集导致了空气燃烧工况和O₂/CO₂高氧浓度燃烧工况积灰的加剧。燃烧的颗粒温度差异是导致O₂/CO₂燃烧和空气燃烧积灰特性不同的主要原因，也是造成不同氧浓度下O₂/CO₂燃烧积灰特性差异的主要原因。煤燃烧的颗粒温度较高时，煤粉着火、燃烧性能得到改善，更高的颗粒温度会导致烟气中出现更多的熔融灰，灰颗粒表面出现熔融相进而增强了灰表面的黏性，加剧积灰现象。
关键词

五彩湾煤 O2/CO2燃烧稀释气体氧浓度积灰特性
相关专题

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图表

沉降炉试验系统与沉积灰取样探针

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不同稀释气体条件下的灰沉积倾向

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稀释气体种类对五彩湾煤沉积灰微观形貌的影响

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21%氧浓度下稀释气体为N2时(空气燃烧)沉积灰元素组成

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21%氧浓度下稀释气体为CO2时(O2/CO2燃烧)沉积灰元素组成

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2种稀释气体下沉积灰的元素含量

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2种稀释气体下灰样X射线衍射(XRD)结果

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O2/CO2条件不同氧浓度下的灰沉积倾向

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O2/CO2燃烧条件下氧浓度对沉积灰微观形貌的影响

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O2/CO2燃烧条件下氧浓度对沉积灰局部微观形貌的影响

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O2/CO2燃烧条件下氧气浓度对沉积灰元素组成的影响(区域001)

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沉积灰中不同形态灰颗粒的元素组成

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O2/CO2燃烧条件不同氧浓度时灰样X射线衍射(XRD)结果

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