ISSN:1006-6772 

CN:11-3676/TD

主管:国家矿山安全监察局

主办:煤炭科学研究总院     煤炭工业洁净煤工程技术研究中心

主编:解强

执行主编:代艳玲

责任编辑:

常明然,010-87986451 

白娅娜,010-87986452 

张鑫

编辑出版:《洁净煤技术》编辑部

地 址:北京朝阳区和平里煤炭大厦12层(100013)

电话:(010)87986452/87986451

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低阶煤分质分级梯级利用技术

  • 五彩湾煤微波脱钠提质研究

    黄小河;张守玉;江锋浩;

    为探究微波处理对五彩湾煤脱钠提质的影响,使用微波炉及电加热炉对五彩湾煤进行水洗脱钠后并对水洗后五彩湾煤进行微波和传统鼓风干燥试验,使用电感耦合等离子体原子发射光谱仪对原煤及水洗煤样进行Na含量分析。研究结果表明,五彩湾煤中钠元素主要以水溶性钠形式存在。煤样经200℃微波加热水洗及传统热风干燥后脱钠率可达到51.6%,相同条件下微波水洗脱钠率高于传统电加热水洗脱钠率。传统电加热水洗后煤样微波干燥的条件下,总脱钠率随微波功率增加而增加,200℃微波干燥条件下最佳停留时间为10 min。相同条件下微波干燥脱钠率较传统热风干燥脱钠率高。

    2017年05期 v.23;No.111 1-6页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1358K]
    [阅读次数:630 ]
  • 低阶煤分质利用转化路线的现状分析及展望

    潘生杰;陈建玉;范飞;李鹏飞;

    为系统了解国内低阶煤分质利用的产物应用现状和技术发展趋势,介绍了低阶煤分质利用的工艺路线与转化路径,并对煤炭热解产生的3种主要产物(煤焦油、热解煤气、半焦)及其工业化应用现状作了阐述。总结了煤焦油、热解煤气和半焦的利用去向,并剖析了低阶煤分质利用目前存在的关键技术问题,提出了未来重点研究方向,还对发展前景进行了展望。通过分析,认为依据我国煤炭资源的分布、低阶煤的储量及其特点,以及国家对煤炭能源政策的引导,在攻克众多共性关键难题的情况下,低阶煤分质利用宜作为上游工序,同时下游配套煤-电-化一体化项目,这种园区项目组团模式的煤炭分质清洁利用将是实现低阶煤利用互利共赢的最佳方式。

    2017年05期 v.23;No.111 7-12页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1317K]
    [阅读次数:695 ]
  • 固体酸催化新疆褐煤直接加氢液化研究

    赵鹏;

    为了实现褐煤温和加氢液化联产高附加值酚类化学品,研制了1种新型固体酸催化剂,可以弥补反应条件缓和带来的褐煤大分子结构单元桥健断裂的裂解性能不足,进行了固体酸催化剂的物性表征和活性评价,考察了催化剂类型对褐煤温和加氢液化性能和产物分布的影响规律,探讨了固体酸催化剂用于褐煤温和加氢液化的可行性,并与传统液化进行了比较。结果表明:固体酸催化剂粒径减小,出现了强酸中心,在430℃和15 MPa反应条件下,转化率和油产率与传统液化相当,低级酚产率增加了1.5%,气产率降低近4%,这种固体酸催化剂有利于实现褐煤加氢液化的节能减排增效和产品结构优化,是一种值得关注和深入研究的煤直接加氢液化催化剂。

    2017年05期 v.23;No.111 13-17页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1554K]
    [阅读次数:549 ]
  • 褐煤燃烧阶段风量对指标气体的影响

    周西华;王成;李昂;白刚;郭晓阳;

    以平庄瑞安褐煤为研究对象,通过热重试验确定褐煤燃烧阶段温度范围,利用管式炉程序升温系统进行煤样氧化自燃试验,得到风量分别为40、80、120、160和200 m L/min条件下的气体;为确定优选指标气体的关联度大小,采用灰色关联法对其进行分析。结果表明:褐煤燃烧阶段温度为247~433℃,408℃左右达到快速燃烧状态。当风量恒定时,CO_2/ΔO_2、CO/ΔO_2、C_2H-4与温度的关联度比CO、C_2H_6、C_2H_4/C_2H_6高。随风量不断增加,指标气体与温度的关联度:CO_2/ΔO_2最大,其次是CO/ΔO_2、C_2H_4和CO,C_2H_6和C_2H_4/C_2H_6最小。故可将CO_2/ΔO_2、CO/ΔO_2和C_2H_4作为主要指标,CO作为辅助指标用于预测煤矿井下封闭火区燃烧状态。

    2017年05期 v.23;No.111 18-22+27页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1487K]
    [阅读次数:671 ]
  • 胜利褐煤液化初期反应动力学研究

    盛明;王勇;

    为研究胜利褐煤在初始阶段的煤液化反应动力学,在可快速升降温的微型高压釜中对胜利褐煤进行了加氢液化反应,得到了反应初期煤液化参数,并对胜利褐煤加氢液化反应初期的动力学行为进行分析。结果表明,虽然反应器升温速度较快,但到达反应温度时,仍有一定量的煤发生了转化,在反应温度440℃、反应时间为0时转化率达到28.12%;在较低温度下,胜利褐煤只发生了部分热解反应,反应后期几乎不再转化,在380℃、反应10 min后转化率已达28%,后续基本不变;随着反应温度的升高,反应转化率、油水产率、气产率等指标增大,反应前10 min增速较快,10~25 min时反应速率减缓,主要是沥青烯组分作为中间产物不断向油转化,速率较低。

    2017年05期 v.23;No.111 23-27页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1477K]
    [阅读次数:542 ]
  • 甘肃窑街末页岩低温热解的影响因素

    刘大海;石长江;刘盼;王兴坤;杨生智;

    为了提高末页岩低温热解效率,以甘肃窑街末页岩为研究对象,采用管式加热炉,研究不同热解终温、终温恒温时间、热载气体流量等热解条件对甘肃窑街末页岩热解产油率的影响。结果表明:末页岩随热解温度升高,产油率先增大后减小,540℃热解产油率达到7.95%;增加终温恒温时间,可提高产油率,恒温时间超过30 min末页岩热解产油率增大不再明显;热载气体流量增大,有利于热载气体对页岩油的携带,载气流量超过300 m L/min热解产油率趋于稳定。最优热解试验条件下原料单独热解的产油率、产水率、产气率比铝甑试验的产率有所提高。

    2017年05期 v.23;No.111 28-31页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1386K]
    [阅读次数:548 ]
  • 哈密大南湖矿区高钠煤燃烧应用研究

    程友良;施宏波;张宁;史亚骏;

    为了优化高钠煤条件下的锅炉运行,提高锅炉安全性与经济性,降低结渣沾污的形成,以660MW超临界机组为研究对象,通过分析国内首台燃用高钠煤的600 MW容量级塔式锅炉的设计特点与运行特性,分析660 MW机组锅炉对高钠煤的适应性,通过试验分析分离器挡板、风煤比、SOFA风、过量空气系数、周界风、配风方式,偏置风及变掺烧方式对相关参数和结渣情况的影响,考虑锅炉效率、结渣、NO_x排放量等因素选择最优值,在此基础上进行大南湖高钠煤的高比例掺烧试验,得出在75%情况下不存在严重结渣情况。

    2017年05期 v.23;No.111 32-39页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 3096K]
    [阅读次数:540 ]
  • 600 MW褐煤机组掺烧烟煤对MB型风扇磨性能的影响

    刘家利;张森;贾晓艳;屠竞毅;王志超;

    为掌握褐煤掺烧烟煤后对MB型风扇磨煤机提升压头、研磨出力、干燥出力及运行参数选取的影响,在SO2风扇磨煤机上进行了褐煤掺烧烟煤的半工业性试磨试验以及MB3600/1000/4900三介质风扇磨的热平衡计算,同时在一维火焰燃烧试验炉和煤粉气流着火温度试验炉上进行了相应的燃烧性能测试。结果表明,劣质褐煤掺烧合适比例的优质烟煤,可提高机组的带负荷能力,且磨煤机的提升压头和干燥能力也能满足运行要求。需要注意的是,由于烟煤的磨损性能较褐煤强,可能导致打击板寿命的降低。

    2017年05期 v.23;No.111 40-45+71页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1391K]
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  • 低阶粉煤热解-气化一体化装置构想

    龙东生;

    为了实现《煤炭深加工产业示范"十三五"规划》中指出的研发清洁高效的低阶煤热解技术、攻克粉煤热解等关键技术及开发热解-气化一体化技术目标,通过阐述煤的热解和气化反应原理及目前普遍存在的热解、气化分产现实,提出了以分质产品、物料互给、热能循环、积木组合、塔状结构等为理念的一体化技术路线,并构想了一种双塔结构的低阶粉煤低温热解-气化一体化装置,介绍了该构想的理论基础、工艺流程、部件结构和主副塔组合方案。该构想装置可以将低阶粉煤分质生产出热解水蒸气、低温热解煤气、气化煤气、半焦等产品,为煤炭梯级延伸加工提供条件。

    2017年05期 v.23;No.111 46-49+55页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1556K]
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研究论文

  • 老公营子井田煤层煤质特征

    何保;李振南;张莹;董洋;

    为合理利用老公营子井田煤,基于老公营子井田的地质概况、含煤地层的沉积旋回及煤的物化性质,对井田煤的煤质特征进行工业分析,分析煤的化学组分含量与煤层埋深的关系,确定煤的工业性能和用途。结果表明,井田煤的宏观煤岩组分以亮煤和暗煤为主,显微煤岩组分以镜质组为主。原煤化学组分含量在煤层埋深200~350 m内变化较明显,而后随着埋深的增加,变化波动较稳定,其中水分平均6.09%~10.28%,灰分平均16.93%~25.80%,硫分平均0.78%~1.47%,挥发分平均大于37%,其他稀散元素及放射性元素含量少,属于中灰、中硫型煤。根据全区平均空气干燥基高位发热量、恒湿无灰基高位发热量以及透光率,确定本井田煤属于中低发热量的2号褐煤。由于井田煤为中低发热量、热稳定性较差且与CO_2化学反应性好、焦油产率中等煤样,可作为动力用煤、气化用煤和炼油用煤原料,经济价值较大。

    2017年05期 v.23;No.111 50-55页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1397K]
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  • 超级电容器用煤基活性炭研究

    侯彩霞;孔碧华;樊丽华;郭秉霖;许立军;

    为了研究煤基活性炭电极对超级电容器性能的影响规律,根据超级电容器的工作原理,阐述了比表面积、孔径分布、表面官能团、石墨化程度、灰分及粒度对电化学性能的影响。研究表明适宜的中孔比例和粒度有利于电解液的扩散;含氧和含氮官能团可以改善电极的表面润湿性;无定型炭结构孔隙更发达,更适合作为活性炭材料;降低灰分可以提高电极的充放电特性和倍率特性。

    2017年05期 v.23;No.111 56-61页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1474K]
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  • 微波辐照下炭材料升温特性试验研究

    姜晓威;王会刚;李龙之;闫雨昆;

    为研究微波功率、活性炭粒径、载气流速对活性炭升温规律的影响,利用微波加热综合试验平台进行活性炭微波加热升温试验,研究了不同因素下活性炭的升温特性。结果表明:相同前提下,随着微波功率的增大,2种活性炭(木质活性炭、煤质活性炭)的升温速率不断加快,最高温度随之提高,微波功率从240~400 W时,木质活性炭在10~16 min平均温度增幅达93℃,明显大于煤质活性炭;增加粒径导致木质活性炭达到的最终温度有所降低,且升温速率减小;提高载气流速可减缓木质活性炭的升温速率并降低其最高温度。获取最高活性炭温度的最佳试验工况为微波功率P为400 W、活性炭粒径d≤1 mm、载气流速Q为60 L/h。

    2017年05期 v.23;No.111 62-66页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1840K]
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  • 抚顺油页岩半焦燃烧特性

    李艳昌;吴晓宇;韩光;

    为了提高油页岩半焦燃烧特性对以油页岩半焦氧化为主要热源的抚顺油页岩炼油工艺效率,利用扫描电镜与热重分析对450、550、650℃三种不同制焦温度下的抚顺油页岩半焦(J1、J2、J3),进行了表面形态和燃烧特性分析。结果表明,由于挥发分的析出,半焦表面结构变得粗糙,羽化现象严重。由于可燃物质随制焦温度上升析出较多缘故,半焦着火温度随制焦温度的上升而增高,在20℃/min升温速率下,着火温度由J1焦样的384.7℃升高到J3焦样的408.8℃。半焦的活化能在低转化率比在高转化率时要小,这主要是由于在高转化率下,可燃物减少,灰分热阻增加。

    2017年05期 v.23;No.111 67-71页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 234K]
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  • 煤泥与玉米芯混燃过程TG-MS研究

    武俊智;杨凤玲;程芳琴;

    为了研究煤泥与玉米芯的混燃特性,利用热重-质谱(TG-MS)联用技术研究了煤泥、玉米芯单独及混合燃烧的着火、燃尽等特性,在线监测了气体释放物CO_2、SO_2和NO_2,并分析了其变化规律。结果表明,当升温速率为10℃/min时,煤泥中掺烧玉米芯可以使混合样品着火温度降低204.62℃,燃尽温度降低26.52℃,燃烧性能得到明显改善。随着升温速率提高,混合样品在挥发分析出燃烧阶段,以及固定碳燃烧阶段的燃尽温度和最大失重速率都相应提高,而混合样品的着火温度变化不大。各样品燃烧时,CO_2和NO_2释放峰与其燃烧失重峰对应。煤泥中掺混玉米芯燃烧,降低了SO_2气体的排放。

    2017年05期 v.23;No.111 72-76页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1628K]
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  • 小颗粒油页岩及半焦CFB锅炉燃烧适应性研究

    张世鑫;翁君杰;陈昕灿;刘海峰;

    油页岩经低温干馏可以得到页岩油,因生产工艺限制,干馏炉无法使用粒径12 mm以下的油页岩,同时会产生大量副产品(页岩半焦)。为提高副产品的利用能力,实现资源利用最大化。通过在1 MW_(th)CFB燃烧试验台对小颗粒页岩及页岩半焦进行试烧试验,研究小颗粒页岩及页岩半焦的理化特性、着火特性、燃尽特性、结焦特性。试验结果表明,控制床温在720~850℃内,由油页岩小颗粒和半焦掺混而成的设计燃料在试验台采用CFB方式能够稳定燃烧,试验各工况灰渣含碳量均低于1.81%,试验燃料较易燃尽。CFB锅炉适合油页岩小颗粒与半焦掺烧利用,且燃烧效率高,燃烧稳定性较好。

    2017年05期 v.23;No.111 77-81页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 180K]
    [阅读次数:642 ]
  • 循环流化床锅炉烟气污染物排放测试及特性分析

    方朝君;周健;白晓龙;马先波;王建阳;张庚;郭磊;

    针对额定蒸发量分别为240 t/h和450 t/h的2台循环流化床锅炉(分别记为U1和U2),在100%BMCR负荷条件下,根据行业试验规范进行了现场测试,分析了循环流化床锅炉主要烟气污染物的排放特征、设备协同脱除效率及环境效益。测试结果表明:污染控制设备的协同脱除作用使得循环流化床锅炉具有清洁高效的特性,U1锅炉的烟尘、SO_2、NO_x、Hg、NH_3及SO_3排放浓度分别为13.1、16.0、71.4、5.6×10(-3)、1.7、1.6 mg/m~3,U2锅炉上述指标排放浓度分别为4.8、10.4、95.7、4.9×10~(-3)、0.4、0.6 mg/m~3。2台锅炉的SO2排放绩效分别为0.085 8、0.040 1 g/k Wh,NO_x排放绩效分别为0.370 1、0.354 4 g/kWh。故只须对烟尘和NO_x进行控制削减,就能达到现行的超低排放标准。

    2017年05期 v.23;No.111 82-87页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1743K]
    [阅读次数:544 ]
  • 商用蜂窝式SCR催化剂脱除NO_x试验研究

    陈崇明;郁金星;陈二松;李振海;

    为了评价燃煤电厂广泛采用的选择性催化还原工艺对不同形态NO_x的脱除效果,以某商用蜂窝式SCR催化剂为例,在SCR脱硝试验装置上研究了氧量、温度、空速、氨氮摩尔比等反应条件对NO、N_2O和NO_2脱除过程的影响。结果表明,氧量可以促进NO氧化以及NO与氨的催化还原反应;高温可以促进NO的脱除和氨气氧化为N_2O;空速升高会导致NO脱除率先升高后降低;氨氮摩尔比提高在促进NO脱除的同时会增加氨逃逸;与NO_2可以完全脱除相反,N_2O与氨气不发生反应。因此,为真正实现NO_x的超净排放,应适当控制锅炉运行参数避免N_2O的生成。

    2017年05期 v.23;No.111 88-91页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 187K]
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  • 煤制天然气废水处理技术研究现状及展望

    顾强;

    为实现煤制天然气项目的"废水零排放",论述了煤制天然气"废水零排放"主要工艺,如酚氨回收、有机废水处理、含盐废水处理、浓盐水处理、高浓盐水处理、结晶盐处理等,并分析了各工序处理技术的特点及存在问题,并对煤制天然气及煤化工废水零排放处理发展趋势进行展望。未来应通过生产系统与水系统的优化,研究废水处理与利用的新途径,实现废水减量化;提高酚氨回收过程的回收效率及装置稳定性,降低运行成本;开发抗毒生化技术;研发高性能、抗污染膜材料,形成新工艺;开发经济、可靠的浓盐水脱除COD技术;开发高回收率、高纯度的分盐结晶工艺;形成煤化工废水结晶盐产品标准,促进废水结晶盐资源化利用。

    2017年05期 v.23;No.111 92-97页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1427K]
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  • 330 MW燃贫煤机组SCR脱硝系统分析及诊断

    王民武;孟文宇;任杰;张锴;杨凤玲;程芳琴;

    为了解决山西某330 MW燃贫煤火电厂SCR脱硝系统存在的脱硝效率偏低、催化剂寿命短的问题,对SCR反应器进行了现场测试,使用烟气分析仪、温度测试仪、流量测试仪等仪器对烟道内烟气组分浓度、温度场、速度场进行检测。测试结果表明,SCR反应器运行过程中存在流场、温度场不均匀的现象,这是导致催化剂磨损严重,进而影响脱硝效率的主要原因。在测量结果的基础上,分析并确定运行过程中的问题根源所在,可为火电厂优化运行与改造提供建议。

    2017年05期 v.23;No.111 98-104页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 5761K]
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  • 燃煤电厂湿烟气余热及水分回收技术研究

    田路泞;韩哲楠;董勇;吕扬;李玉忠;陈玺;刘威;

    为了降低燃煤电厂脱硫后烟气中的含湿量,有效回收烟气中的水分及余热,同时解决因饱和湿烟气中水蒸气凝结引起的烟囱腐蚀、"烟囱雨"及"白烟"等问题,分析了湿烟气的热力特点及能量分布的形式,介绍并对比了冷凝法、溶液吸收法及膜法3种较为可行的湿烟气除湿工艺,论述了其技术特点、研究现状、不足及研究方向。研究表明,脱硫后湿烟气中每千克干烟气含湿量约80 g,70%余热以水蒸气潜热的形式存在,冷凝法现阶段相对较为成熟,但吸收法除湿潜力更高、膜法系统简单稳定可靠,具有非常好的应用前景,是烟气除湿工艺研究的趋势;低品位余热的经济利用途径将是燃煤电厂烟气除湿技术的一个重要研究方向。

    2017年05期 v.23;No.111 105-110页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 203K]
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  • 直缝式燃烧器W火焰锅炉新型二次风箱特性研究

    张锋;李雯;贾波;宋立斌;王岩;严俊山;雷腾飞;徐鸿彬;

    为解决直流缝隙式燃烧器W火焰锅炉原设计的全通二次风大风箱由于锅炉炉膛宽度宽、风箱截面尺寸大等原因产生的炉膛中部缺风问题,华能上安电厂将4号锅炉原风箱改造为分隔型新型二次风箱。新型二次风箱改造完成后对其特性的试验研究表明,常规冷态通风时拱上、拱下各喷口及各风道区域之间风速偏差较小。单侧送风机运行且联络门关闭时,送风机停运侧各喷口风速明显低于送风机工作一侧,但通过拱上、拱下二次风门的调整,能有效缓解由于单侧送风机运行带来的喷口风速偏差。单侧送风机运行联络门开启的情况下,3个风道区域平均风速的偏差与正常双送风机运行时差别不大。与改造前相反,锅炉运行炉膛出口氧量已呈现中间高两头低的趋势,适当调整二次风箱风门开度后炉膛出口氧量分布趋于均衡,说明改造后的二次风箱风门能有效调节炉内二次风配风进而改变炉膛出口氧量分布。通过二次风箱风门开度的适当调整,能有效降低SCR入口NOx浓度,保证锅炉经济环保运行。

    2017年05期 v.23;No.111 111-118页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1638K]
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  • Fe_3Al金属滤芯特性及在U-gas煤气化装置中的应用

    刘显胜;顾虎;平韶波;刘海建;王浩;杨军军;刘冠颖;

    为了解决U-gas粉煤气化工艺飞灰过滤器装置中陶瓷滤芯的断裂问题,分析了陶瓷滤芯和金属滤芯的性能差异,在装置中安装了国产改进2050型Fe_3Al金属滤芯并投运试验,研究了投运后合成气及飞灰特性、滤芯的微观形貌、过滤效率、流量-压差曲线、滤饼渗透性等特性。结果表明,在与陶瓷滤芯相同过滤精度条件下,Fe_3Al金属滤芯具有孔隙率高、渗透性高、压溃强度大等优势。投运结果表明,Fe_3Al滤芯投运3个月以来无断裂故障,在相近工况条件下,Fe_3Al滤芯运行平衡压差相比陶瓷滤芯下降了50%,且水洗塔悬浮物固含量由1 000~2 000 mg/L下降至100~500 mg/L。

    2017年05期 v.23;No.111 119-124页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 315K]
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  • 低低温条件下飞灰工况比电阻特性

    刘含笑;姚宇平;郦建国;李文华;方小伟;郭滢;

    为研究电除尘器低低温工况条件下飞灰工况比电阻特性,探讨采用数学模型计算飞灰工况比电阻的可行性,采用BDL型工况飞灰比电阻测试仪对3个典型项目开展飞灰工况比电阻现场在线测定,同时基于R.E.Bickelhaupt模型计算玉环电厂、温州电厂、长兴电厂3个项目飞灰工况比电阻值,并对计算值和实测值进行对比。结果表明,低低温工况时飞灰工况比电阻值明显低于常温工况,但模型计算值与实测数据尚存一定差距,该模型仍需修正。

    2017年05期 v.23;No.111 125-128页 [查看摘要][在线阅读][HTML全文][下载 1622K]
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