09第九章-煤粉燃烧特性研究汇总.ppt

第一节 煤粉燃烧模化探讨
为了深化地探讨某个现象，如流体的流淌过程，可以用物理模化的方法进行探讨。
燃烧过程的物理模化，供应了如下的可能性：
（1）用模型对现象进行试验探讨；
（2）对个别的试验结果作广泛的推广；
（3）对困道的风量平衡、风门的调整恃性、炉内气流分布的匀整性，等等。
3、燃烧过程冷热态模化的相像程度
冷态和热态下流淌过程大体相像，其理论分析如下；
(1)冷热态的流场处在猛烈扰动的湍流区。
(2) 冷热态均是近似的等温流淌。
(3)燃烧流淌的两相过程有时可以作为均相处理。
Spalding在综合了大量冷热态模化试验结果后认为：冷热态过程的变更规律相同，燃料化学反应产生的热量，对流场的影响不大。
其次节 煤粉燃烧试验探讨
模化探讨主要侧重于燃烧设备的特性，对于煤的燃烧特性，探讨者一般接受热天同等设备，探讨煤的热解特性、着火特性、燃烧反应速度、燃尽程度、结渣特性等。
一、煤的热解特性探讨
热解是煤燃烧过程中重要的初始过程，对着火有极大的影响，同时对污染物的形成起着重要的作用。因此，对煤热解的理论和试验探讨受到越来越多的人们的重视。
热天平
在程序限制温度下，测量物质质量与温度关系，记录质量随温度变更关系得到的曲线称作热重曲线（或TG曲线）。微商DTG曲线。
测量物质和参比物的温度差和温度关系DTA
1—出气口 2—样品 3—天平 4—配重 5—进气口 6—套筒
二、煤的着火特性探讨
通过对煤着火机理的探讨，煤的均相着火和非均相着火机理己为人们普遍接受。
接受热天平探讨煤的着火特性得到了广泛的应用。通过得到的TG曲线和DTG曲线来确定着火点，进而对煤的着火特性进行比较也是探讨者常用的方法。一般常见的在热天平上定义着火点的方法有：TG-DTG法、温度曲线突变法、DTG曲线法、TG曲线分界点法和TG-DTG曲线分界点法等。下图所示为热天平及利用TG-DTG曲线定义着火温度的方法。
三、煤的燃尽特性探讨
对于燃煤锅炉尤其大型电站锅炉来说，煤粉的燃尽特性将干脆影响锅炉的燃烧效率和运行经济性。而煤粉的燃尽性能干脆取决于炭粒的燃尽，炭粒的反应速率则受诸多因素的影响。其探讨方法和着火特性探讨一样，试验所得结果可同时分析着火和燃尽特性。
四、煤的结渣特性探讨
由于结渣特性干脆关系到锅炉机组运行的平安性，也是锅炉设计的主要依据，因此，对煤结渣特性进行探讨受到国内外众多学者的重视。
对煤结渣特性的判别，始终受到很多学者的关注，并提出了很多的判别指数和判别方法。从大的方面来分，主要分为灰熔融特征温度型结渣指数法、灰成分型结渣指数法、灰粘度型结渣指数法、特种判别方法和综合判别方法。
1．灰熔融特征温度型结渣指数法
2．灰成分型结渣指数法
3．灰粘度型结渣指数法
4．特种判别方法
5．综合判别方法
五、煤燃烧污染排放特性探讨
人们的环境意识及对环境的要求随着工业化的发展日益提高。对降低煤燃烧产生的污染物的排放的探讨也越来越深化，已经达到好用阶段。目前限制的主要气体污染物为NOx和SOx，正进行CO2的限制探讨。
第三节 混煤燃烧特性探讨
一般说来，混煤燃烧时，若煤种选择恰当，混合匀整，配比合理，创建良好的燃烧条件，能给电厂更大的选择余地，能允许操作系统对电厂参数做出更好的限制，发挥组分煤种各自的优越性，取长补短，给锅炉的平安和经济性带来良好的影响。
燃烧过程的数值模拟发展至今，已经形成了较为成熟的探讨内容和探讨方法。大致可分为如下内容
1、构造基本方程和理论模型
须要模化的分过程有：湍流流淌、湍流燃烧、辐射换热、多相流淌和燃烧等。
2、数值方法
数值方法主要包括确定边界条件、建立有限差分方程组和制定求解方法等。
3、编写和调试计算机程序
依据理论模型和有限差分方程组及求解方法，编写和调试计算机程序。
4、程序的验证和实际应用
程序调试完成后，须要针对各种工况进行模拟计算，并和试验测量数据进行比较验证，才能不断地改进模型和计算方法。数值模拟的最终目的是应用于工程实际。
一、数学模型
反应流基本方程
燃烧是包含有猛烈放热化学反应的流淌过程。描述燃烧规律的定律主要有：质量守恒、动量平衡、能量平衡、化学组分平衡和化学元素养量守恒等等。基本方程是基本定律的数学表达式，是对流淌和燃烧过程进行计算机模拟的理论基础和动身点。
1、粘性流淌基本方程组（Navier-Stokes方程组）
2、湍流流淌模型
湍流流淌的模化基本上是围绕前述湍流输运通量( )（也称为雷诺应力）进行的。其方法主要有两类：一类是引入