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1、2009年第8期《貴州電力技術》(總第122期)混煤燃燒性能的實驗研究貴州大學電氣工程學院龔德鴻[550003]摘要本文用同步熱分析系統(tǒng)對9種混煤進行了實驗研究，并用熱重分析方法對實驗曲線進行了分析，獲得了各混煤的著火溫度、燃燒特性指數(shù)和燃燒動力學參數(shù)，研究表明，Coal2和Coal3的混合煤樣表現(xiàn)出較好的燃燒性能，并且隨著Coal3比例的增加，混煤的燃燒性能是提高的。關鍵詞燃燒混煤TG曲線TG和微商熱重曲線DTG進行了分析。1引言表1煤樣的工業(yè)分析成分在市場因素和電廠能源成本的雙重影響下，電廠的燃煤變化較為頻繁，
2、促使電站鍋爐必須燃用混煤，但是由于煤的成分及燃燒性能差異較大，混煤也呈現(xiàn)較為復雜的燃燒特性，僅用簡單的動力配煤模型計算并不能很好反映混煤的實際燃燒特性，只有通過實驗研究，獲得由給定煤種配制成的混煤燃燒3實驗結果及分析特性變化規(guī)律，才能確保鍋爐運行的經(jīng)濟性和安全性。本文采用熱重分析方法對9種混煤的燃燒性能3．1三種單煤的燃燒性能進行了實驗研究。圖1為三種單煤燃燒的TG和DTG曲線。從曲線可以看出，Coall明顯失重的溫度最大，主要2實驗條件及實驗樣品成分是Coall的揮發(fā)分含量最低，著火溫度相對較高；2．1實驗裝置及
3、條件Coall的失重率幾乎與Coal2重合，說明兩者含灰實驗中采用德國NETZSCH公司的STA409PC量較為接近，Coal3的失重率最大，含灰量最??；型同步熱分析系統(tǒng)，對實驗煤種進行了工業(yè)分析成Coal2和Coal3的失重最大峰值溫度較為接近，但分測定實驗和混煤燃燒實驗。Coal3的失重最大峰值速率明顯大于Coal2，在三工業(yè)分析實驗條件：升溫速率：15~C／min；工作種煤中Coall的失重最大峰值溫度最大，這說明氣氛：3O℃一900℃的升溫過程中用氮氣，流量為三種煤樣中Coal3最容易著火，且燃燒反應速度4
4、0ml／min，900oC恒溫15min時用氧氣，流量為最大，燃燒性能最佳。40ml／min；保護氣體為氮氣，流量為15ml／min。燃燒實驗條件：升溫速率：15~C／min；工作氣氛為氧氣，流量為40ml／min；保護氣體為氮氣，流量為15ml／min。2．2實驗樣品本文研究的三種煤樣取自華電集團貴州某發(fā)電廠，為電廠鍋爐的常用煤種。實驗前將煤種進行磨赫j芷，1：制，并用120目的分析篩進行篩分獲得單煤煤樣，分圖1三種單煤的TG—DTG曲線別用Coall、Coal2和Coal3表示。各煤種的工業(yè)分3．2混煤的燃燒特
5、性分析析成分(成分基準為空氣干燥基，用下標ad表示)圖2為9種混煤燃燒的TG和DTG曲線。如表1所示。Coall與Coal2混合時，由于兩者的成分較為接近，實驗過程中將三種煤樣分別兩兩相混，共9個三種比例的混煤失重曲線大致相同，但從曲線a上混煤煤樣，進行燃燒試驗，采用熱重分析方法對熱重也可以看出，隨著Coal2比例的增大，混煤TG曲線．25．2009年第8期《貴州電力技術》(總第122期)上有明顯失重的溫度是提前的，這是因為Coal2的揮發(fā)分比Coall大，混煤的揮發(fā)分含量呈增大趨勢，混煤的燃燒性能是得到改善的；C
6、oall與Coal3混合時，由于Coal3的燃燒性能優(yōu)于Coall，隨著Coal3比例的增大，混煤TG曲線有明顯失重的溫度提前，在DTG曲線也呈現(xiàn)更低峰值溫度和更大的峰值速率；Coal2與Coal3混合時曲線變化趨勢與Coall與(b)Coall和Coal3混煤的TG—DTG曲線Coal3混合類似(如圖2)。m^～‘(c)Coal2．和Coal3混煤的TG—DTG曲線(a)Coall和Coal2混煤的TG—DTG曲線圖2混煤的TG—DTG曲線3．2．1著火溫度表2各混煤的著火溫度匯總表著火溫度是反映燃煤著火性能的主
7、要參數(shù)，其期即在著火階段，可認為是屬于化學反應動力學控數(shù)值大小可以表征燃煤著火的難易程度。本文選用制區(qū)，即由化學反應動力學因素控制反應速度，并熱重分析三種確定著火溫度方法?中的第三種，即可近似地用Arrhenius定律表達燃燒速率，即把TG曲線上發(fā)生明顯失重的曲線段的切線與燃煤d￡=A‘exp(一l”)(1)脫水干燥后的平滑基線的交點所對應的溫度定義為著火溫度。各混煤的著火溫度(如上表2)所示。式中：dw／dt為燃燒速率；A為前因子；E為活化從各混煤的著火溫度看，由于各單煤的揮發(fā)分能；R為氣體常數(shù)；T為顆粒溫度。通
8、過對式(1)進行推導整理，可以得到燃燒特成分相差不大，各比例混煤的著火溫度沒有太大的差異，并且變化趨勢無特別之處，但也能看出，當混性指數(shù)的定義式如式2。入較多比例的Coal3時，著火溫度有明顯下降，如當—(d—w—／d—t—)一—×(d—w／—d—t)一，丁-—x—tz，tlCoal2和CoM3比例由1：1變?yōu)?：2時，著火溫度h式中：(dw／dt)為最大燃
