传统煤炭工业“高危、污染、粗放、无序”的生存模式长期以来为人诟病，大力推进煤炭高效清洁利用势在必行。新疆煤炭资源丰富，具有较低燃点、较高燃尽率、中等热值、低污染元素含量以及低开采成本，是优良的动力用煤和洁净原料，符合煤炭清洁利用发展方向。然而新疆煤炭也以高碱金属含量著称，在锅炉内燃烧会使受热面出现严重灰沉积现象，给安全生产带来极大威胁。为高效利用新疆高碱金属煤种，本文做了以下两方面研究：一是以准东煤为例研究其在电站锅炉掺烧各受热面灰沉积机理，二是采用“新疆煤+油田污水”制备水煤浆方案并探讨其液态渣与固态渣形成机理。
对于锅炉内受热面灰渣沉积机理，主要得到以下结论：燃烧器区域硅碳棒结渣实验表明，由于粘性表面的形成，使得灰沉积速率提高，外层结渣相比于内层烧结程度增加，处于晶体转化为非晶体过程；分隔屏换热器与高温再热器换热面灰沉积主要由于钠长石、钙长石等矿物在高温下经复杂变化形成低温共熔物，黏附烟气中固体颗粒而形成坚硬块状灰，低温再热器与低温过热器换热面主要由于烟气中硫元素的沉而发生酸性腐蚀，主要晶相为硫酸钙，省煤器主要由于烟气携带的非晶态物形成松散型积灰；Factsage模拟计算结果与实际灰样组成大致吻合，能够帮助分析灰沉积物中矿物质的转化规律。
对于“新疆煤+油田污水”制备水煤浆方案，主要获得以下结论：水煤浆的浓度、表观粘度与稳定性符合工业应用要求；对两种水煤浆能否形成液态渣膜作出预测，认为形成稳定液态渣是可能的；燃烧试验中浆颗粒部分在空间进行燃烧，没有完全贴壁燃烧，燃烧范围延续至水平烟道；比较而言，集中配风下多投浆量高发热量水煤浆燃烧温度更高；各工况下液态渣和飞灰含碳量均较低，尾部烟气的含氧量为4％~7%，CO浓度不超过60ppm，说明燃烧完全；液态渣在投浆后30 min时间段内整体流动顺畅，随着燃烧的持续，液态渣流动滞涩；对固体结渣的外观形貌、微观结构和矿物组成做具体分析结果显示，碱金属在壁面沉积阻碍液态渣膜形成，使得旋风炉下部燃烧温度较低，液态渣处在较低温度水平而粘度较高流动滞涩，粘聚在排渣口，使得排渣不顺畅；综合分析，“新疆煤+油田污水”制备水煤浆方案具备应用价值。
- 作 者：
- 杨光
- 学科专业：
- 能源环境工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 浙江大学
- 导师姓名：
- 张彦威王智化
- 学位年度：
- 2016
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
