可视化的煤灰高温流动特性试验研究

作     者：李辉 罗佳伟 季梦婷 周昊 LI Hui;LUO Jiawei;JI Mengting;ZHOU Hao

作者机构：浙江大学能源清洁利用国家重点实验室浙江杭州310027 华能国际电力股份有限公司北京100031 

出 版 物：《煤炭学报》 (Journal of China Coal Society)

年 卷 期：2022年第47卷第S1期

页      面：323-330页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2018YFB0604104) 

主　　题：煤灰 熔融特性 流动特性 FactSage 矿物分析 

摘      要：煤灰渣的流动特性是影响液态排渣的重要因素之一,为了确保液态排渣的顺利进行,充分了解相关灰渣在高温下的熔融及流动特性是很有必要的。本研究的主要目的是开发一种可以用于煤灰的高温流动特性的可视化测量方法,以便对试验煤灰的流动特性进行更多的了解。提出的可视化测量方法中,采用CCD相机对将二煤灰、塔城煤灰以及准东煤灰的整个流动过程进行了实时监测,并结合了MATLAB等图像处理软件获得了各煤灰样品的流动长度、流动速度对温度的变化结果。在该可视化测量方法中,灰渣样品预先被热处理后粘附在刚玉片上,然后采用倒挂流动的形式进行试验。试验中灰渣样品的流动减少了基板的接触,流动阻力得到了优化。此外,可以通过图像处理得到灰渣的各种形态参数,结合多个参数进行高温流动特性的综合考量。为了验证试验结果的可靠性,还借助了FactSage软件计算了不同温度下煤灰的黏度,并将计算结果与试验结果进行了比对分析。研究结果表明,3种煤灰中将二煤的流动性能相对最差,其他2种煤灰的流动性则更为接近。获得了各个样品的黏度特征温度和流动特征温度,将二煤、塔城煤和准东煤样品的特征黏度温度T_(25)分别为1324,1302和1298℃,而3种煤的临界流动温度T_(C)分别为1299,1282和1279℃。上述的特征温度结果可为相关领域的工作人员提供一定的参考信息。矿物分析表明煤灰烧结过程形成了低熔点的蓝方石,蓝方石的熔融使得煤灰的流动性得到一定的促进,而形成的高熔点镁系矿物(镁黄长石、镁铁尖晶石等)则抑制了煤灰流动。总体而言,通过对流动试验与黏度计算结果的比对分析,该可视化测量方法的测量结果与黏度结果较为吻合,某种程度上证实了该方法的有效性。