理论教育 中国动力煤干燥无灰基成分的理论绝热燃烧温度分布规律

中国动力煤干燥无灰基成分的理论绝热燃烧温度分布规律

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:假设过量空气系数α=1.0,炉膛漏风系数ΔαL=0,按照第3章的计算方法得到中国动力煤干燥无灰基成分的理论绝热燃烧温度,见表4-13~表4-16。中国动力煤干燥无灰基成分的理论绝热燃烧温度的分布规律特点是由干燥无灰基成分决定的。干燥无灰基成分中的氮元素和硫元素含量随着Vdaf值的提高变化不大。表4-22 中国动力煤的干燥无灰基成分与Vdaf的关系拟合函数参数表4-23 中国动力煤的干燥无灰基成分与Qdaf,net的关系拟合函数参数

中国动力煤干燥无灰基成分的理论绝热燃烧温度分布规律

根据表2-1~表2-4 的数据和第3.3 节的计算方法,将煤的成分折算到干燥无灰基成分。干燥无灰基水分Mdaf=0,干燥无灰基灰分Adaf=0,干燥无灰基的碳、氢、氧、氮、硫含量的表达式分别是公式(4-2)~(4-6),干燥无灰基低位发热量表达式为公式(4-7)。

假设过量空气系数α=1.0,炉膛漏风系数ΔαL=0,按照第3章的计算方法得到中国动力煤干燥无灰基成分的理论绝热燃烧温度(ta0,daf),见表4-13~表4-16。

表4-13 中国无烟煤干燥无灰基成分的理论绝热燃烧温度(ta0,daf)计算结果 ℃

表4-14 中国贫煤干燥无灰基成分的理论绝热燃烧温度(ta0,daf)计算结果 ℃

表4-15 中国烟煤干燥无灰基成分的理论绝热燃烧温度(ta0,daf)计算结果 ℃

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表4-16 中国褐煤干燥无灰基成分的理论绝热燃烧温度(ta0,daf)计算结果 ℃

中国动力煤干燥无灰基成分的理论绝热燃烧温度(ta0,daf)反映了煤在煤化过程中呈现的某种本质特征,其分布规律见图4-9、图4-10,多项式拟合函数参数见表4-17。

图4-9 中国动力煤干燥无灰基成分的理论绝热燃烧温度与Vdaf的关系

图4-10 中国动力煤干燥无灰基成分的理论绝热燃烧温度与Qar,net的关系

表4-17 图4-9、图4-10 多项式拟合函数参数

由图4-9 的拟合曲线可知:①随着干燥无灰基挥发分含量(Vdaf)的提高,中国动力煤干燥无灰基成分的理论绝热燃烧温度(ta0,daf)先降低后升高。当Vdaf≤20%时,ta0,daf从2 401℃降低到2 347℃;随着Vdaf的提高,ta0,daf降低的速度迅速变慢,然后逐渐降低到0。当Vdaf>20%时,ta0,daf从2 347℃提高到2 476℃;随着Vdaf的提高,ta0,daf提高的速度迅速降低。②结合表4-17可知,图4-9 的3 次多项式拟合函数的残差标准差为26.14,说明拟合函数与计算结果之间存在一定分散度。

由图4-10 拟合曲线可知:①随着Qdaf,net的提高,ta0,daf单调降低,从2 559℃降低到2 336℃;Qdaf,net值加大,ta0,daf降低速度略有降低。②结合表4-17可知,图4-10 的3 次多项式拟合函数的残差标准差为18.04,说明拟合函数与计算结果之间存在一定分散度,ta0,daf对于Qdaf,net的分散程度小于ta0,daf对于Vdaf的分散程度。从图4-9、图4-10 的结果可以比较直观地观察到这一特点。

中国动力煤干燥无灰基成分的理论绝热燃烧温度的分布规律特点是由干燥无灰基成分决定的。中国动力煤的干燥无灰基成分见表4-18~表4-21,分布规律见图4-11、图4-12,其中的多项式拟合函数参数见表4-22、表4-23。

表4-18 中国无烟煤的干燥无灰基成分

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表4-19 中国贫煤的干燥无灰基成分

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表4-20 中国烟煤的干燥无灰基成分

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表4-21 中国褐煤的干燥无灰基成分

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由图4-11可知:随着Vdaf值的提高,中国动力煤的Cdaf值从96.38%单调降低到67.46%,碳元素在干燥无灰基成分中占有主要比例。与此同时,氢元素的含量也从0.96%单调增加到5.25%,说明煤化程度浅的褐煤的干燥无灰基成分中含有较多的氢元素。氧元素在干燥无灰基成分中占有较高比例,Vdaf值越高,Odaf值就越高,Odaf值越高,动力煤燃烧需要的空气量就越少。干燥无灰基成分中的氮元素和硫元素含量随着Vdaf值的提高变化不大。

由图4-12可知:随着Vdaf值的提高,中国动力煤的Cdaf值从64.08%单调降低到92.75%,碳元素在干燥无灰基成分中占有主要比例。与此同时,氢元素的含量也从1.06%单调增加到5.39%。氧元素在干燥无灰基成分中占有较高比例,Vdaf值越高,Odaf值就越高,Odaf值越高,动力煤燃烧需要的空气量就越少。干燥无灰基成分中的氮元素和硫元素含量随着Vdaf值的提高变化不大。

图4-11 中国动力煤的干燥无灰基成分与Vdaf的关系

(X 表示C、H、O、N、S)

图4-12 中国动力煤的干燥无灰基成分与Qdaf,net的关系

(X 表示C、H、O、N、S)

对照图4-3、图4-4 与图4-11、图4-12可知:收到基成分中水分(Mar)、灰分(Aar)之和随着Vdaf的提高而提高,Mar与Aar之和是26%~56%;同时,Mar与Aar之和随着Qar,net的提高而降低。碳元素虽然在中国动力煤收到基成分中占主要比例,但由于水分、灰分的存在,碳元素在收到基煤中的主导作用不像在干燥无灰基煤中那么明显、直观。

表4-22 中国动力煤的干燥无灰基成分与Vdaf的关系拟合函数参数

表4-23 中国动力煤的干燥无灰基成分与Qdaf,net的关系拟合函数参数

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