煤焦混粉燃烧的试验研究 2

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1、文章编号：(##(%))"!*"##!+#$%###!%#’洁净煤燃烧与发电技术煤焦混粉燃烧的试验研究任惠锋(，杨亚平"，仲兆平"，金保升"，蔡崧"*(,中石化集团扬子石油化工有限公司热电厂，江苏南京"(##!!；",东南大学洁净煤发电与燃烧技术教育部重点实验室，江苏南京"(##-$+摘要：在对烟煤与石油焦燃料特性和混磨特性研究的基础上，利用燃焦粉量为"##./01的试验装置，对煤焦混粉燃烧特性进行了深入的研究。试验得出：石油焦的热解特性类似无烟煤，燃烧特性类似贫煤；在储仓式钢球磨系统中，当控制掺焦量在!#2以内时，不粘磨，且输送时煤粉与焦粉分离也小，呈现良好磨制性能。在试验条件下，煤焦混合粉

2、燃烧时，着火性能变化不大，但机械不完全燃烧损失*主要是飞灰含碳量+随掺焦量的增加而增加，直接影响到燃烧效率。关键词：燃煤；石油焦；燃料特性；燃烧中图分类号：34($文献标识码：5(前言火油喷嘴的主要作用是在燃烧试验装置启动时预热炉膛以建立煤焦粉的初始着火条件，煤焦粉一进入随着世界原油的重质化、劣质化和原油深度加炉膛就能迅速着火。燃烧室本体呈;形布置，由水平工的发展，石油焦产量不断上升。石油焦作为石油段和垂直段组成。水平段长度为)8##<<，垂直段长化工工业的副产品是一种高热值、低灰分的燃料，在度为)’-#<<，此长度可保证煤焦粉在炉膛内有足国民经济中有着广泛应用6(，"7。石油焦直接作为燃料够

3、的停留时间，使煤焦粉能充分燃烬。一次风和二次在锅炉中掺烧，国外已有一些成功的例子6!7。风由罗茨风机经喷流式空气预热器预热后供应。空扬子石化公司年炼油能力约89:，其炼油副产品石油焦产量较大，因石油焦含有较高的含硫量，可利用的地方较少，有时不得不作为废物堆积，污染环境。为了解决石油焦的出路，公司拟打算在热电厂"##:01锅炉上掺烧石油焦。本文介绍了在一小型试验台上进行煤焦混粉燃烧试验的情况。"试验装置与试验准备",(实验室试验装置及测试系统煤焦混烧热态试验装置及测试系统如图(所示。试验装置设计负荷为每小时燃烧"##./石油焦。图中燃烧室顶部由点火喷嘴和煤粉燃烧器组成。点收稿日期："##!%#&

4、%#’图(实验室掺烧石油焦热态试验装置系统图·!·能源研究与利用"##!年第$期气预热温度可在&!##’的范围内自由调节。燃烧室持>##’，石油焦粉的着火是没有问题的。本次煤焦炉膛内衬耐火材料，外壳均有水冷。沿炉膛方向分别掺混燃烧试验时石油焦的掺混比例最高不超过布置(个看火孔)图上编号分别为*+(,和!个炉"#4。温测点)编号分别为-*+-!,。在看火孔%的位置还表"扬子石化炼油厂石油焦的工业分析和元素分析结装有飞灰取样器，利用它可以对飞灰取样以分析残)4,碳并可以同时进行烟气组分分析取样。用奥氏仪和多功能烟气成分分析仪)罗斯蒙特./012*##!,对烟气成分进行分析。利用上述系统，试验中不仅

5、可以自由调节、观测各种工况，并可在线获得全套试验数据。"3"煤和石油焦的基本特性分析为研究煤焦掺混燃烧的燃烧特性，必须了解煤和石油焦的特性。试验用煤为徐州煤，石油焦采用南京扬子石化炼油厂生产的石油焦。表*徐州烟煤的工业分析和元素分析结果)4,"3$煤焦混合磨制性能研究石油焦的哈氏可磨指数?:/高达>(左右，因此它较一般的烟煤更易破碎。石油焦的比重约为$，而原煤比重约为*!##@AB8$，两者差别(##@AB8很大，煤焦混合磨制和输送特性有待试验。该试验是在东南大学储仓式钢球磨系统上进行的。试验结果显示，当煤焦混合磨制)石油焦掺混比小于$#4,时，原来在单独磨制纯石油焦时曾出现过的“布袋过滤器的

6、布袋表面积粉严重”、“粉仓”和“给粉机”搭桥为了进一步了解石油焦的挥发分析出与燃烧特等一系列问题均未发生。性，我们利用法国25-67689:;9<="热重分析仪进为了分析混合磨制后煤焦混合粉的粒度分布情行了石油焦的热重分析研究。实验结果表明，石油焦况，我们在给粉机出口取出混合磨制后煤焦混合粉的挥发分含量低，在氮气气氛中，"$#’左右开始脱的样品进行筛分，并将筛分结果按灰平衡测出各筛挥发分，且过程持续的时间较长，直到**##’仍有分段内混合粉中的煤焦比例。挥发分缓慢析出，可见其脱挥发分性能与无烟煤相表$中所列粗粉和细粉表示通过调节粗细分离近。在空气中，挥发分在$$#’下开始着火，而碳着器挡板开度

7、和磨煤机出口风速后获得的二种不同细火温度测为%%#’，燃烧特性接近于贫煤。度的混合粉。粗粉和细粉的细度分别如表!所示。根据以往经验，只要在喷燃器区域，炉膛温度保表$煤焦混磨后煤粉与石油焦粉的细度分布情况)4,·!·能源研究与利用"##$年第%期表&二种不同磨制工况下煤焦混合粉的细度’()改变)，并相应改变供风量的原则进行调节。试验中为防止在炉膛内壁结渣，燃烧室炉温基本上控制在1"!#31$!#4之