生物质与煤共燃结渣特性的研究

上海理工大学学报第32卷第3期J. University of Shanghai for Science and TechnologyVol.32No.32010文章编号:1007-6735(2010)03-0213生物质与煤共燃结渣特性的研究樊冲,汪军,倪昊(上海理工大学能源与动力工程学院,上海200093)摘要:生物质与煤各自特性的差异以及生物质与煤共燃的过程中发生的复杂反应,现有的煤灰的结渣指标无法准确地预测生物质与煤共燃的结渣倾向根据模糊教学中的模糊判断理论,利用熔融温度t2、碱酸比B/A、硅铝比S/A、硅比G等多项煤灰结渣指标建立模糊综合评判模型,对生物质与煤共燃的结渣情况做出预测关键词:生物质;煤;结渣特性中图分类号:TK6文献标志码:AStudy on slagging characteristics of co-combustionof biomass and coalFAN Cong, WANG Jun, NI Hao( School of Energy and Power Engineering, University of Shanghai for Scienceand Technologr, Shanghai 200093, ChinaAbstract: Since the difference between combustion characteristics of biomass and coal and thecomplex reactions in the process of combustion, the existing slagging discrimination index of coalash can not provide an accurate prediction about the slagging tendency of co-combustion of biomassand coal. Aiming to improve the existing slagging discrimination index, a fuzzy comprehensive evaluation model was built by utilizing several decisive slagging discrimination indexes based on thefuzzy theory to predict the slagging trendency of co-combustion of biomass and coalKey words: biomass; coal slagging characteristics随着全世界的化石能源的日益减少,人类对新物质与煤共燃方式普遍采用的巨大阻碍,针对锅炉能源的发展越来越重视我国是一个农业大国,生物中煤灰的结渣问题,国内外已经有较为成熟的判别质能资源非常丰富,全国生物质能的理论资源总量指标,但是由于生物质与煤各自特性的差异以及共接近15亿t标煤在目前以煤炭为主要燃料的火电燃过程中发生的一系列复杂反应,对于生物质与煤厂中,采用生物质与煤共燃的方式,既能减少煤炭的共燃的结渣问题,目前尚没有理想的判别标准本文使用量,又能降低燃烧煤炭所带来的环境污染.然而将建立模糊综合评判模型对生物质与煤共燃的结渣生物质与煤共燃中出现的严重结渣的问题却成为生问题进行分析评判中国煤化工收稿日期:2009-09-CNMHG作者简介:樊冲(1984-)男,硕士研究生汪军(联系人),教授.E-mail:wi2129@yeah.net214上海理工大学学报2010年第32卷质在锅炉中的动态,根据它可判别结渣倾向凹.煤灰煤灰结渣的判别指标的熔融温度为t2>1390℃时,煤灰出现轻微结渣;t2=1260~1390℃时,煤灰出现中等结渣;t2<在煤粉燃烧过程中,烟气中夹带的熔化或半熔1260℃时,煤灰出现严重结渣.化的颗粒碰撞到受热面上,凝结下来,并在受热面上1.2煤灰成分的结渣不断生长、积累,形成结渣,其形成过程是个十分复煤灰在原煤以及飞灰、灰渣中是以高岭土、伊利杂的物理化学过程,其中涉及燃烧、气固多相流、传石、云母、长石、方解石、石英、黄铁矿、赤铁矿等矿物热与传质等口.锅炉燃烧过程中煤灰结渣问题十分结构而存在的,煤中的矿物至少上百种,煤灰的结渣普遍,结渣影响炉内传热,迫使锅炉降负荷运行,降性能与其矿物组成有关.现行的灰成分是以组成灰低了锅炉效率,严重时会造成爆管,停炉等一系列事的各元素最高价氧化物质量分数给出的故.对于煤灰结渣问题,目前比较常规的判别指标主Sio +Al203+ Fe203+Cao+ mg0+ Na20+要针对煤灰的熔融温度和灰成分.K,0+ Ti0+P20+SO3=100%1.1煤灰的熔融温度其中,P2O含量极少,常可忽略不计,SiO2、Al2O3、煤灰的熔融温度t是根据煤灰试样在加热过T∽为酸性氧化物,其余为碱性氧化物.表1介绍程中形状变化来确定的,其中美国ASTM(美国材料了根据这些煤灰中主要成分总结出的结渣判别试验协会)标准应用比较广泛,t2可反映煤中矿物指标2-5表1煤灰成分的结渣判别指标Tab. 1 Expression of the slagging discrimination index of coal ash analysis渣判别指标结渣判别指标公式轻微结渣中等结渣严重结渣碱酸比B/AB/A=( Fe0+ Ca0+ Mgo+ Na20+KO)/(Si0 Al2O+ TiO)<0.260.26~0.4>0.4硅铝比S/A1.87~2.65硅比GG=100[SiOz/(SiO+ Fez 03+78.8~66.1<66.1铁钙比Fe2O3/ CaO Fe2O=(Fe2O3+1.11FeO)%<0.3或>3.00.3~3.0接近1.0时硫分结渣指数RR,=Sd(B/A)0.6~2.61.5