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混煤燃烧特性及优化配比研究

作　者: 孙国超
导　师: 鄢晓忠
学　校: 长沙理工大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: 混煤燃烧特性结渣特性优化配比
分类号: TK227.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

根据我国国情及煤炭资源分布的特点,目前电站锅炉不可能只燃用某单一煤种,而是燃用由多个煤矿提供、按一定比例掺混的混煤。混煤的掺烧一个极其复杂的物理化学过程,各因素指标之间相互影响、相互制约。如果煤种选取不合适,掺混不合理,将给锅炉的安全、经济运行带来燃烧不稳定、结渣加剧、污染物排放升高等问题。因此,混煤的合理掺混对火电厂的安全、经济运行意义重大。本文选用煤质特性相差较大的煤炭坝煤和息峰煤为研究对象,并围绕两单煤及其不同比例的混煤的燃烧特性和结渣特性展开,从热重实验和灰熔融性实验中得到影响混煤掺混的参数指标,采用TOPSIS决策方法得到最佳掺混比例,并利用LabVIEW软件实现了混煤优化配比的决策计算。本文研究的主要内容如下:1、利用热重分析仪对两单煤及其不同比例的混煤进行热重实验,得到不同配比下混煤的着火和燃烧规律;从热重曲线和动力学方程出发,对混煤的燃烧特性进行研究。具体参数指标包括:可燃性指数、稳燃性指数、燃烧综合性指标和活化能。2、在灰熔点测试仪上对各煤灰熔融特性进行实验研究,采用灰色理论中灰色聚类决策法与模糊TOPSIS相结合分析预测不同配比下混煤灰的结渣强弱。3、从煤质本身的特性出发,同时考虑混煤的着火、发热量和结渣情况,以及机组运行的经济性,采用TOPSIS决策方法确定了混煤的最佳配比方案;利用LabVIEW软件实现了优化混煤配比的决策计算,其界面清晰、操作简单。最后,对全文的工作内容进行了总结,并对混煤配比及燃烧特性今后的研究工作提出了初步建议,希望能为电厂混煤的掺混提供理论依据和技术支持。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-12
第一章绪论  12-20
  1.1 课题研究背景  12-13
  1.2 国内混煤燃烧技术研究状况  13-17
  1.3 国外混煤研究现状  17-19
  1.4 本论文研究的主要内容  19-20
第二章混煤燃烧特性的热重实验研究  20-36
  2.1 实验煤样的选取和制备  20
    2.1.1 实验煤样的选取  20
    2.1.2 实验煤样的制备  20
  2.2 实验煤样的常规分析  20-23
    2.2.1 实验煤样的工业分析  21-22
    2.2.2 实验煤样的元素分析  22
    2.2.3 实验煤样的发热量分析  22-23
  2.3 热重实验及结果分析  23-28
    2.3.1 实验仪器介绍  23
    2.3.2 热重分析仪的工作原理  23-24
    2.3.3 热重分析系统的影响因素  24-26
    2.3.4 热重曲线分析  26
    2.3.5 实验条件及过程  26-27
    2.3.6 实验结果分析  27-28
  2.4 混煤燃烧特性分析  28-35
    2.4.1 着火特性分析  28-30
    2.4.2 综合燃烧特性研究  30-32
    2.4.3 燃烧动力学参数分析  32-34
    2.4.4 燃烧特性指数G F  34-35
  2.5 小结  35-36
第三章 TOPSIS 方法与灰色系统理论  36-44
  3.1 TOPSIS 决策方法理论  37
  3.2 TOPSIS 决策分析步骤  37-39
  3.3 灰色系统理论  39-40
  3.4 基于TOPSIS 法的灰色系统理论  40
  3.5 灰色聚类算法步骤  40-42
  3.6 模糊TOPSIS 求解步骤  42-43
  3.7 小结  43-44
第四章混煤结渣特性的实验研究及结渣强度预测  44-56
  4.1 常用结渣指标与煤灰结渣特性的关系  44-47
    4.1.1 根据单一成分判别煤灰结渣特性  44-45
    4.1.2 根据灰熔点温度进行预测  45-46
    4.1.3 碱酸比B/A、沾污指数R 及硅比 G  46-47
    4.1.4 综合结渣指数 R  47
  4.2 煤灰熔融性实验  47-51
    4.2.1 煤灰的制取  47
    4.2.2 煤灰灰熔点的测定  47-51
  4.3 模糊TOPSIS 与灰色系统评判混煤的结渣性  51-55
    4.3.1 影响煤结渣性能的因素集及评判等级的确定  52
    4.3.2 指标值及分级标准的数据处理  52-53
    4.3.3 影响煤灰结渣性能的各因素权重η_(jk) 的确定  53
    4.3.4 确定白化函数函数值f_(jk)  53-54
    4.3.5 确定各煤样不同结渣等级的权重δ_(ik)  54
    4.3.6 煤样结渣等级的灰色归类  54-55
    4.3.7 利用模糊 TOPSIS 求解各等级灰类结渣强弱顺序  55
  4.4 小结  55-56
第五章混煤配比方案的确定及优化软件的实现  56-68
  5.1 混煤技术  56
  5.2 煤质特性分析  56-57
  5.3 混煤配比方案的评定  57-62
    5.3.1 优化混煤配比指标  58-59
    5.3.2 利用TOPSIS 决策法优化混煤配比步骤  59-62
  5.4 混煤优化配比计算软件的实现与应用  62-67
    5.4.1 LabVIEW 软件简述  62-63
    5.4.2 软件界面介绍  63-64
    5.4.3 计算过程  64-67
    5.4.4 混煤优选系统的应用意义  67
  5.5 小结  67-68
结论与展望  68-70
参考文献  70-74
致谢  74-75
附录A：攻读学位期间参加科研项目和发表论文情况  75-76
附录B：混煤热分析部分数据及软件程序设计过程  76-82

混煤燃烧特性及优化配比研究

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