基于二维瞬时测量法对煤粉燃烧特性的研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangweiche
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煤是电力的发展过程中的一种重要的能源资源。在中国的准东地区(准格尔盆地以东)发现了大量的优质煤田,但其高钠的特性却是一个非常大的劣势,为此出现了各种不同的降低钠含量的处理方法。该研究以常见酸洗水洗处理方法为基础,借助平面激光诱导荧光技术,分别对比了酸洗煤粉、水洗煤粉与原煤中OH的分布。本文做了如下工作:一、根据实验条件和实验所要达成的目的搭建了实验台,包括:改造了开口式燃烧器,将加工后的各种实验装置按实验台设计方案合理布局。将平面诱导荧光器合理嵌入燃烧系统中,合理安排烟气排放管路、输气管路、气体的使用及配比等。二、为了验证改造后的燃烧器在实验工况下能否达到对煤粉助燃的效果,对甲烷空气燃烧进行数值模拟计算,研究了助燃气体甲烷空气燃烧的详细化学反应机理的简化方法,得到17种组分36个方程的简化机理,并对该简化机理进行了验证,发现简化机理能够较好地预测已燃区的温度。在此基础上,能够对煤粉起到良好的助燃作用。三、制备所需煤粉,通过调节不同的工况,进行了平面标定火焰的PLIF(能检测基的平面激光诱导荧光仪)实验研究,对比了准东五彩湾煤粉与酸化处理过及水洗处理的煤粉在恒定温度下完全燃烧时火焰中间产物OH的析出特性。由于完全燃烧中间产物OH中的H含量与煤粉中的H元素的含量是一一对应的,进而可以获得酸洗前后的煤粉中H元素含量的变化。在清晰的火焰结构图像中,获得了较高信噪比的OH基PLIF图像。对图像进行降噪处理及邻域平均,得到了燃烧器轴线上的荧光信号灰度值。四、将实验数据与煤中H元素进行对比分析,研究表明,酸洗处理后的煤粉与原煤相比燃烧中OH的含量整体偏低,而水洗煤粉与原煤基本一致,这与煤粉元素分析的结果吻合,表明了利用瞬时测量法PLIF对常见的煤粉燃烧的检测是可行可靠的,同时发现煤粉经过酸洗处理后,整个火焰的燃烧范围变小,水洗后范围基本一致。
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