高碱金属燃料灰结渣特性表征方法
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2023年 第S2期
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作者:
谭雪梅
史鉴
胡南
赵朋山
张缦
杨海瑞
单位:
长春工程学院能源与动力工程学院 清华大学能源与动力工程系 上海锅炉厂有限公司
摘要:
由于准东煤和生物质等碱金属含量高,其燃烧用于发电供热易造成锅炉受热面沾污结渣,成为锅炉安全稳定长周期运行的技术瓶颈。灰的熔融特征参数是指导锅炉设计和运行的重要依据,实际工程应用中,普遍采用GB/T 219—2008《煤灰熔融性的测定方法》测定4个特征温度来描述灰熔融过程的变化,从而判断灰的沾污结渣特性。然而该方法制灰过程中碱金属挥发,导致测量结果明显高于实际值,对锅炉设计运行无指导意义。总结不同灰化终温下碱/碱土金属的释放规律:准东煤550℃时,Na析出约20%~50%,815℃时,析出在30%~80%;生物质中K在400℃时开始析出,到800℃时,K几乎全部析出。在此基础上,进一步分析了国标法制灰后熔点的测量方法,尽管采用低温灰样,在制灰过程中抑制了碱金属的挥发,但在后续加热测量熔点的过程中仍会引起碱金属的释放,进而明确了国标法不适用于高碱金属燃料灰熔融特性的测定。为此,针对高碱金属燃料,提出一种低温灰化后,用压差法测定灰初试烧结温度的测量方法,并在压差法试验装置上进行测量,达初始烧结温度前,样品室压降随温度升高而增大,满足达西定律,一旦出现烧结时,样品体积收缩,样品室两端压降迅速降低,则压降变化的拐点为燃料的初始烧结温度,也是灰熔融团聚的最低温度。采用低温灰化仪制得稻壳灰,并在试验台上开展初步试验,测得其初始烧结温度为695℃,与工业上实际结渣温度吻合较好,而国标法测得软化温度高达1 500℃以上,远高于稻壳实际结渣温度,初步表明,该试验方法可准确表征高碱金属燃料结渣特性,为工业应用提供参考。
关键词:
准东煤
生物质
碱金属
结渣
低温灰
压差法
图表:
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