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煤颗粒在流化床燃烧过程中的灰渣形成特性对锅炉的设计,运行具有很大的影响。不同特性的煤颗粒具有不同的灰渣形成特性,而即使同属一煤种的煤颗粒之间的特性也会存在较大的差异。本文开展了煤颗粒特性对灰渣形成的影响的研究。 本文在概述了国内外关于在流化床燃烧过程中煤颗粒特性对灰渣形成特性影响的研究现状的基础上开展相关研究。通过采用ZnCl2溶液浮选和筛分的方法把义马烟煤煤样按密度和粒径分成具有不同特性各档颗粒,并在所建的小型流化床燃烧实验台上进行了各颗粒档的多工况燃烧实验。通过对燃烧形成的底渣和飞灰的粒度分布、份额及其含碳量等特性的分析,获得不同密度和粒径下的灰渣形成特性,以及燃烧时间的影响特性。 实验结果表明:(1)同一种煤中,各煤颗粒的性质是不同的,随着密度的增大,煤颗粒的挥发分、碳、氢、氮、氧的含量降低、热值降低,灰分含量增加。(2)对于含灰量较低的低密度颗粒经流化床燃烧后几乎不生成底渣,其燃烧过程主要以单收缩核模式进行;而含灰量较高的密度较高的颗粒则生产大量的底渣,其燃烧过程主要以双收缩核模式进行燃烧。(3)在燃烧时间和入炉粒径相同的条件下,随着密度的增大,底渣份额增加,底渣中细颗粒份额明显减少,底渣的燃尽率下降。(4)随着入炉煤密度的增加,入炉颗粒粒度对底渣粒度分布的影响程度逐渐增加。 在实验研究基础上,以所建的考虑爆裂,破碎及磨损等过程的煤颗粒流化床燃烧模型对燃烧时间为5分钟和20分钟的实验工况下的实验数据进行了拟合,然后预测了各颗粒档在燃烧时间为30分钟时的灰渣特性,预测结果与实验结果总体上吻合。 最后,在一台0.5MW大型循环流化床燃烧试验台上进行了义马烟煤的流化床燃烧特性实验研究,重点讨论了该煤种的灰渣形成特性,并给出燃用该煤种的锅炉的设计和运行建议。