循环流化床锅炉焦炭颗粒燃烧机理研究

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1、太原理工大学硕士学位论文循环流化床锅炉焦炭颗粒燃烧机理研究姓名：冯旭红申请学位级别：硕士专业：电力系统及其自动化指导教师：金燕20070501太原理工大学硕士研究生学位论文作者运用分形理论，研究和模拟了具有自相似性的焦炭孔隙的不规则构型，推导了构造焦炭孔隙结构的立方积木分形模型的一般形式，讨论了立方积木分形体的边长、面数、表面积和体积增量等参数随构造级数的变化规律。探讨了分形模型参数在焦炭燃烧过程中的意义，结果表明，模型参数m和n是分形体的结构参数，它们决定了模型的空间结构和表面样式；迭代次数k，是分形体发展的层次参数。煤种参数与

2、焦炭孔隙的结构相关，模型k值与焦炭的燃尽率相关。论文以实际循环流化床锅炉的飞灰为研究对象，研究分析了飞灰的筛分特性、孔隙分布及分形维数。分析表明，飞灰孔隙分布呈分段多重分维特征，随着颗粒内部孔径的增大，分形维数先增大后减小，表明飞灰未燃碳集中在较大粒径的颗粒。飞灰的孔隙特征明显，孔隙率大、孔隙结构发达，颗粒的内表面积以中孔的内表面积为主，大孔的孔容积在总孔隙体积中占据主导地位。为了进一步研究焦炭颗粒的燃尽特性，以太原化学工业(集团)有限公司35t／h循环流化床锅炉为例，对锅炉进行了热工测试和飞灰样品的孔隙分形分析。研究结果表明，飞

3、灰质量含碳率最高的区域分布在三个粒径段，造成飞灰含碳量高的主要原因是：炉膛上部燃烧温度过低使颗粒燃烧不完全、小颗粒因在炉膛内的停留时间过短而未能燃尽、返料循环不畅造成较大粒径的颗粒不能被有效捕集。关键词：焦炭，飞灰，循环流化床，分形，孔隙，压汞，扫描电镜太原理工大学硕士研究生学位论文STUDYONCOMBUSTIONM匝CHANISMOFCHARPARTICLES1NCIRCULATINGFLUIDIZEDBEDABSTRACTCirculationfluidizedbedboilerplaysveryimportantrolei

4、nthefieldofcleancoalcombustionbyrightofhighefficiencyandlowenvironmentalpollution．However,itscombustionefficiencyiscommonlylowerthanthedesignvaluebecauseofhigherfly—ashcarboncontents．Therearefewreportsaboutcharburnout．Therefore，itisnecessarytoresearchphysicnatureandco

5、mbustioncharacteristicsforchar．Thecombustionparametersoffinecharandthecarboncontentinnyasharediscussedinthispaper．Theauthorexploresthemicrocosmicappearanceandmicro—-poreparametersoffly·-ashinCFBbymeansofSCanelectronmicroscopeandmercuryinjectionapparatus．Basedonfractal

6、theory,thecombustioncharicteristicsforchariSsimulated．Thismethodisusedtodiagnoseandoptimizetheoperationofthecirculationfiuidizedbedboiler．Theeffectsoncombustionisinvestigated，suchasoperationconditionofboiler,theorganicmaceralsofcoal，thefragmentationofcoal，theporefract

7、alofthecharandSO011．TheresultsshowthatcharcombustiondependsonthellI太原理工大学硕士研究生学位论文physicalmakeupandtheorganicmaceralsofcoalandcharmaybreakupwhileitbums．TheporestructureforcharisakindoffractalstructureandmaychangewhenburningtakeplaceByfractaltheory，thethesisanalyzesthe

8、anomalyselfsimilaritystructureofchar．Abuildingcubeblocksmodelisdevelopedforthepredictionofthedistributionofporeareaandporevo