Прогнозирование свойств шлаковых отложений углей и угольных смесей по результатам исследований на огневом стенде

• Автор: Артемьева, Наталья Владимировна
• Шифр специальности: 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 213 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ШЛАКУЮЩИЕ И ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ СВОЙСТВА УГЛЕЙ И УГОЛЬНЫХ СМЕСЕЙ АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Общие положения и терминология

1.2. Характеристики и механизм образования отложений.

1.2.1. Прочные селективно обогащенные отложения

1.2.2. Шлаковые отложения и загрязнения на базе активных щелочей

1.3. Шлакующие свойства смесей

ГЛАВА 2. ОБЪЕМ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Перечень исследованных углей и характеристика режимов их

сжигания.
2.2. Методика измерений шлакующих свойств углей на огневом стенде
УралВТИ
ГЛАВА 3. ОГНЕВОЙ СТЕНД УРАЛВТИ, ОБОСНОВАНИЕ
КОНСТРУКЦИИ И ДОСТОВЕРНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Обзор известных экспериментальных установок
3.2. Описание конструкции огневого стенда УралВТИ.
3.3. Обоснование конструкции, режимов работы огневого стенда
УралВТИ и достоверности полученных результатов.
ГЛАВА 4. ХАРАКТЕРИСТИКИ ШЛАКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ОТДЕЛЬНЫХ ПАРТИЙ ИЗВЕСТНЫХ И РАНЕЕ НЕ
ИССЛЕДОВАННЫХ УГЛЕЙ
4.1. Изучение на огневом стенде шлакующих свойств канскоачинских углей
4.2. Изучение шлакующих свойств углей с повышенным содержанием щелочных компонентов на примере приозерного угля Тургайского бассейна
4.2.1. Характеристика минеральной части угля.
4.2.2. Результаты исследования шлакующих свойств приозерного угля 4.3. Свойства шлаковых отложений разных партий экибастузского угля
и продуктов его обогащения.
4.3.1. Характеристика минеральной части
4.3.2. Результаты исследований.
4.4. Характеристика шлаковых отложений традиционных и ранее не
исследованных углей
4.5. Интенсивность образования и прочность шлаковых отложений при
сжигании углей на огневом стенде. 1М
ГЛАВА 5. ХАРАКТЕРИСТИКИ ШЛАКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ПРИ
СЖИГАНИИ УГОЛЬНЫХ СМЕСЕЙ
5.1. Взаимодействие частиц летучей золы составляющих смесь углей в
факеле. И
5.2. Результаты исследования характеристик шлаковых отложений при
сжигании смесей.
ГЛАВА 6. УТОЧНЕНИЕ МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ШЛАКУЮЩИХ СВОЙСТВ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО
ПРИМЕНЕНИЮ ПОЛУЧЕННЫХ НА СТЕНДЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
6.1. Уточнение метода прогнозирования температуры начала
шлакования
6.2. Уточнение рекомендаций по выбору допустимой по условиям шлакования температуры газов на выходе из топки в зависимости от состава минеральной части.
6.3. Прогнозирование угольных смесей
6.4. Примеры практического применения полученных на огневом
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Перечень углей, для которых выполнены исследования шлакующих свойств на огневом стенде УралВТИ, характеристики опытов и топлива
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Результаты определения интенсивности формирования, прочности шлаковых отложений и температуры начала шлакования при сжигании углей на огневом стенде ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Перечень, характеристика минеральной части и результаты по интенсивности образования шлаковых отложений исследованных на огневом стенде углей и их смесей ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Алгоритм компьютерной программы для оценки температуры начала шлакования углей и допустимой по условиям шлакования температуры газов на выходе из топки. Акт внедрения
стенде результатов
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Шлаковые отложения образуются на экранах топки и первых по ходу газов поверхностях нагрева пароперегревателя. Механизм их образования достаточно хорошо изучен, не вызывает дискуссий и кратко сводится к следующему. Отложения этого типа образуются преимущественно из основной массы частиц летучей золы, которые, как правило, находятся в жидком или пластическом состоянии, и имеют относительно низкую вязкость. Под действием инерционных сил частички транспортируются к поверхности, деформируются и закрепляются в отложениях за счет липких свойств. Учитывая многофакторность процесса образования шлаковых отложений, предметом исследований продолжают оставаться их свойства характеристики, влияние на эти свойства химического, минералогического состава углей и степени ассоциации минералов с угольным веществом. Шлаковые отложения в основном характеризуются температурой начала шлакования 1и и по методике УралВТИ дополнительно прочностью. В УралВГИ ранее выполнено изучение свойств шлаковых отложений широкого круга углей с кислым сосгавом золы. Вместе с тем, этих результатов оказывается недостаточно для получения информации о шлакующих свойствах углей, добыча которых только начинается новых углей, отдельных опытных партий углей и продуктов переработки угля. В промышленных условиях сложно осуществить достоверное измерение таких характеристик шлакующих свойств, как прочность отложений особенно в процессе их формирования, которая используется при выборе допустимой по условиям шлакования температуры газов на выходе из топки . Кроме того, отсутствуют разработки, связывающие прочностные характеристики отложений с их химическим составом. Свойства шлаковых отложений канскоачинских углей с высоким содержанием СаО компонента основного состава в промышленных и стендовых условиях широко изучались в различных организациях , . В большинстве исследований бородинского угля ниже, чем березовского 0 0 и С соответственно и при снижении зольности возрастает. Однако в количественном отношении полученные на котлах данные по температуре начала шлакования достаточно противоречивые табл. Таблица 1. Котл, источник С ЧШ1 Зольность на сухую массу, А0. Справочные материалы, , . БКЗ0, ТШУ, , 6. БКЗ0, ТШУ, . I i А0з ТЮ2, I К . Изза отсутствия в ряде исследований строгой привязки опытов к составу минеральной части сжигавшегося угля результаты, представленные в табл. Для оценки допустимой по условиям шлакования температуры газов на выходе из топки в УралВТИ для углей с кислым составом золы, как отмечалось, используется экспериментальная зависимость прочности шлаковых отложений от температуры газов. Для КАУ применительно к котлам таких данных нет, за исключением определения прочности отложений мри сжигании бородинского угля в котле Е0 . Согласно этим исследованиям прочность отложений резко возрастает при температуре газов выше С. Допустимая температура газов на выходе из топки т составляет С по действующим рекомендациям и С по предложению УралВТИ, обоснованному обобщением опыта эксплуатации котлов при сжигании КАУ . Таким образом, для углей с высоким содержанием компонентов основного состава в работе решалась задача получить на огневом стенде экспериментальные данные по температуре начала шлакования и прочности шлаковых отложений в одинаковых условиях и по методике, используемой при изучении углей с кислым составом золы. На основе полученных результатов разработать метод прогнозирования свойств шлаковых отложений для углей с повышенным содержанием компонентов основного состава типа КАУ. При использовании в ряде стран Великобритания, Германия, США, Австралия углей с высоким содержанием щелочных компонентов и хлора столкнулись, прежде всего, с повышенным загрязнением поверхностей нагрева. Щелочные компоненты в этих углях, помимо вхождения в состав алюмо силикатных минералов, присутствуют в так называемой активной форме в виде катионов органических соединений и хлоридов. В последнем случае угли также принято называть солными. Повышенное содержание щелочных компонентов в минеральной части усугубляет проблемы образования отложений вне зависимости от формы их присутствия в угле.