燃煤矿物转化及结渣特性研究

燃煤电站锅炉受热面的结渣问题不仅对电厂造成经济损失,而且造成炉膛传热能力降低,烟道阻力增加,脱落砸坏冷灰斗等安全危害。煤中矿物质燃烧转化为灰分,部分熔融随烟气粘附在炉膛表面形成结渣,所以煤中矿物质转化过程是预测结渣,明确结渣机理基础。本文主要内容为燃煤矿物质转化过程及结渣特性研究。 首先为研究矿物转化选取五种典型煤和两种电厂煤,分别制取低温和高温灰并测试其矿物转化和灰熔点等。可知煤中矿物质主要包括粘土矿、氧化物、硫化物和硫酸盐,碳酸盐和其他次要矿物,灰熔融特性决定于矿物种类与数量。获得煤中难熔矿物为勃姆石、高岭石、金红石,易熔矿物为铁矿物类,钙矿物类及与钙铁共存石英等。 影响矿物转化主要因素为温度,气氛及矿物相互作用,造成结渣恶化原因是形成铁,钙等低温熔融矿物。总结煤中矿物转化规律,氧化环境高温钙镁矿物生成钙镁橄榄石,长石等低熔融矿物,而铁矿物则转化为熔点较高的赤铁矿、磁铁矿,证明铁矿物对熔融促进作用受环境影响。为探明煤中矿物热力性质和熔融特性,对五种低温灰进行热重实验,分析热重吸热峰失重峰矿物转化,峰数随煤矿物不同变化。 其次采集了桂林电厂卫燃带结渣,利用XRD、ESEM等分层检测其成分、结构、矿物组成及微观形貌。结渣为富含Fe,Si的致密熔融铁渣,各层除包含铁硅铝玻璃相外主要矿物为铁尖晶石,石英和铁氧化物。结晶矿物铁尖晶石呈方型或针形分布,莫来石呈深色菱形等,分析矿物来源与转化机理。 最后,总结阐述结渣特性和机理,根据熔融度将炉膛结渣分为熔融渣和粘结渣,根据成分分为铁质、钙质和钙铁渣等,总结目前结渣模型发展。