燃煤鍋爐受熱面煤灰粘接特性測(cè)試方法的研究PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 燃煤鍋爐受熱面煤灰粘接特性測(cè)試方法燃煤鍋爐受熱面煤灰粘接特性測(cè)試方法 的研究的研究 研究意義及內(nèi)研究意義及內(nèi) 容容 1 衛(wèi)燃帶結(jié)渣機(jī)理及影響因素的實(shí)驗(yàn)研究衛(wèi)燃帶結(jié)渣機(jī)理及影響因素的實(shí)驗(yàn)研究 2 灰渣粘接特性測(cè)試方法及裝置的研究灰渣粘接特性測(cè)試方法及裝置的研究 3 灰渣粘接特性測(cè)試裝置的改進(jìn)灰渣粘接特性測(cè)試裝置的改進(jìn)4 灰渣粘接特性測(cè)試裝置的應(yīng)用灰渣粘接特性測(cè)試裝置的應(yīng)用5 結(jié)論與展望結(jié)論與展望 6 第1頁/共39頁 我國(guó)火力發(fā)電以燃煤為主我國(guó)火力發(fā)電以燃煤為主 電站燃煤鍋爐燃用煤質(zhì)較差、多變電站燃煤鍋爐燃用煤質(zhì)較差、多變 低質(zhì)煤的穩(wěn)定、高效燃燒問題低質(zhì)煤的穩(wěn)定、高效燃燒問題 在燃燒器

2、附近區(qū)域的爐墻上敷設(shè)一定厚度和面積的衛(wèi)燃帶在燃燒器附近區(qū)域的爐墻上敷設(shè)一定厚度和面積的衛(wèi)燃帶 煤炭資源匱乏煤炭資源匱乏 衛(wèi)燃帶往往又是結(jié)渣的發(fā)源地衛(wèi)燃帶往往又是結(jié)渣的發(fā)源地 第2頁/共39頁 衛(wèi)燃帶的衛(wèi)燃帶的 結(jié)渣機(jī)理結(jié)渣機(jī)理 及影響因素及影響因素 結(jié)渣判別結(jié)渣判別 與與 測(cè)試方法測(cè)試方法 爐膛水冷壁爐膛水冷壁 的結(jié)渣機(jī)理的結(jié)渣機(jī)理 及影響因素及影響因素 目測(cè)法目測(cè)法 刮鏟法刮鏟法 氣流沖刷氣流沖刷 法法 主要依靠測(cè)試人員主要依靠測(cè)試人員 的經(jīng)驗(yàn)判斷的經(jīng)驗(yàn)判斷 對(duì)同種結(jié)渣試樣檢對(duì)同種結(jié)渣試樣檢 測(cè)的重復(fù)性較差測(cè)的重復(fù)性較差 對(duì)不同溫度下結(jié)渣對(duì)不同溫度下結(jié)渣 試樣的區(qū)分度較差試樣的區(qū)分度較差 共

3、同共同 的缺的缺 點(diǎn)點(diǎn) 第3頁/共39頁 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 選取選取 制備制備 常規(guī)分析常規(guī)分析 制備制備 化學(xué)分析化學(xué)分析 熔融特征溫度熔融特征溫度 第4頁/共39頁 煤樣的工業(yè)分析（煤樣的工業(yè)分析（wt%） 煤樣煤樣水分水分灰分灰分揮發(fā)分揮發(fā)分固定碳固定碳發(fā)熱量發(fā)熱量 云貴云貴1.081611.076011.153576.688911.34 金竹山金竹山1.394271.20809.897517.500369.46 冷水江冷水江2.018561.53169.995726.454211.98 斗笠山斗笠山2.179840.114918.093139.612222.20 攸縣攸縣3.15343

4、4.71726.019956.109522.31 瀘州瀘州3.062324.965512.317059.835225.27 平頂山平頂山1.759341.910724.099532.230520.65 晉東南晉東南1.509414.381316.423767.685133.79 第5頁/共39頁 煤灰的化學(xué)成分分析（煤灰的化學(xué)成分分析（wt%） 灰樣灰樣 SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O NaO 云貴云貴41.4333.5614.410.521.432.022.981.28 金竹山金竹山61.3528.320.360.360.711.711.771.04 冷水

5、江冷水江54.5637.812.150.400.570.902.250.42 斗笠山斗笠山52.3327.407.830.591.930.853.362.82 攸縣攸縣51.7634.175.190.420.731.363.301.03 瀘州瀘州51.2930.766.100.662.081.592.751.05 平頂山平頂山61.1128.582.090.301.630.873.600.57 晉東南晉東南50.9038.342.320.452.531.151.331.36 第6頁/共39頁 煤灰熔融特征溫度煤灰熔融特征溫度 （ ） 灰樣灰樣DTSTHTFT 云貴云貴1260136013801

6、400 金竹山金竹山1280138014001420 冷水江冷水江1101112311581193 斗笠山斗笠山1127115311891225 攸縣攸縣1136116812051249 瀘州瀘州1177120012251241 平頂山平頂山1205122712511285 晉東南晉東南1101113611791211 第7頁/共39頁 碳化硅質(zhì)衛(wèi)燃帶材料的配方組成（碳化硅質(zhì)衛(wèi)燃帶材料的配方組成（wt%） 材料成分材料成分SiC細(xì)粉細(xì)粉 SiC粗粉粗粉Al2O3Cr2O3 ZrSiO4 外加外加CMC 含量含量5515151053 高鋁質(zhì)衛(wèi)燃帶材料的配方組成（高鋁質(zhì)衛(wèi)燃帶材料的配方組成（wt%

7、） 低鉻高鋁質(zhì)低鉻高鋁質(zhì) 成分成分白剛玉白剛玉Al2O3Cr2O3ZrSiO4CMC 含量含量細(xì)分36#40，粗粉15#1730553 低鉻高鋁質(zhì)低鉻高鋁質(zhì) 成分成分白剛玉白剛玉Al2O3Cr2O3ZrSiO4CMC 含量含量細(xì)分36#40，粗粉15#17301553 第8頁/共39頁 第9頁/共39頁 煤灰粒徑煤灰粒徑 的影響的影響 爐膛氣氛爐膛氣氛 的影響的影響 原始灰量原始灰量 的影響的影響 衛(wèi)燃帶材料衛(wèi)燃帶材料 及成分配比及成分配比 的影響的影響 當(dāng)煤灰粒徑從當(dāng)煤灰粒徑從 80目減小到目減小到 100目，目，140目目 時(shí)，結(jié)渣增強(qiáng)，時(shí)，結(jié)渣增強(qiáng)， 而當(dāng)粒徑減小而當(dāng)粒徑減小 到到160

8、目，變目，變 化情況不明顯，化情況不明顯， 再減小到再減小到200目目 時(shí)，結(jié)渣則有時(shí)，結(jié)渣則有 明顯增強(qiáng)。明顯增強(qiáng)。 當(dāng)煅燒溫度和當(dāng)煅燒溫度和 時(shí)間相同時(shí)，時(shí)間相同時(shí)， 與通空氣氣氛與通空氣氣氛 下相比，弱還下相比，弱還 原性氣氛下高原性氣氛下高 溫煅燒后，煤溫煅燒后，煤 灰在耐火材料灰在耐火材料 表面的結(jié)渣要表面的結(jié)渣要 嚴(yán)重得多嚴(yán)重得多 原始灰量質(zhì)量原始灰量質(zhì)量 對(duì)材料板表面對(duì)材料板表面 侵蝕程度從大侵蝕程度從大 到小依次為到小依次為 0.4g 0.6g 0.2g 低鉻高鋁質(zhì)材低鉻高鋁質(zhì)材 料板灰渣的剝料板灰渣的剝 落性強(qiáng)，容易落性強(qiáng)，容易 脫落；而高鉻脫落；而高鉻 高鋁質(zhì)板材料高鋁質(zhì)板

9、材料 板的抗灰渣侵板的抗灰渣侵 蝕性較好蝕性較好 熱物理參數(shù)對(duì)衛(wèi)燃帶結(jié)渣的影響熱物理參數(shù)對(duì)衛(wèi)燃帶結(jié)渣的影響 第10頁/共39頁 碳化硅質(zhì)衛(wèi)燃帶結(jié)渣機(jī)理碳化硅質(zhì)衛(wèi)燃帶結(jié)渣機(jī)理 高溫煅燒時(shí)，碳化硅 緩慢氧化以后生成 SiO2，可以有效阻礙 灰渣對(duì)材料板的進(jìn)一 步侵蝕 當(dāng)CO在SiO2膜中的擴(kuò)散 速度遠(yuǎn)低于氧的時(shí)候， CO在材料板表面形成 的開氣孔，則成為灰 渣流入材料板的“通 道”，導(dǎo)致侵蝕加重 第11頁/共39頁 高鋁質(zhì)衛(wèi)燃帶結(jié)渣機(jī)理高鋁質(zhì)衛(wèi)燃帶結(jié)渣機(jī)理 鐵、鈣、鎂等堿性礦 物質(zhì)的含量相對(duì)較高 的煤灰對(duì)耐火材料板 的侵蝕更嚴(yán)重 灰渣中不同元素對(duì)耐 火材料沿深度方向的 侵蝕規(guī)律不盡相同， 但基本呈

10、逐漸減弱的 趨勢(shì) 第12頁/共39頁 振動(dòng)式灰渣粘接特性測(cè)試方法機(jī)理振動(dòng)式灰渣粘接特性測(cè)試方法機(jī)理 疏松的積灰很容易通過振動(dòng)振落，振落率近 100%，緊密結(jié)合的渣則很難通過振動(dòng)振落，其 振落率很小，接近于0%，而介于疏松積灰與緊 密結(jié)渣兩者之間的灰渣沉積，其灰渣振落率在 1000% 0 21 G GG r 100 (%) G0 ：耐火材料板上敷設(shè)灰重：耐火材料板上敷設(shè)灰重 G1 ：振動(dòng)測(cè)試前被測(cè)試樣重量：振動(dòng)測(cè)試前被測(cè)試樣重量 G2 ：振動(dòng)測(cè)試后被測(cè)試樣重量：振動(dòng)測(cè)試后被測(cè)試樣重量 r ：耐火材料板上煤灰渣振落率：耐火材料板上煤灰渣振落率 第13頁/共39頁 振動(dòng)式灰渣粘接特性測(cè)試裝置振動(dòng)式灰

11、渣粘接特性測(cè)試裝置 測(cè)試裝置測(cè)試裝置 振動(dòng)源振動(dòng)源 設(shè)備設(shè)備 控制振動(dòng)控制振動(dòng) 源設(shè)備源設(shè)備 產(chǎn)生振動(dòng)力產(chǎn)生振動(dòng)力控制振動(dòng)力控制振動(dòng)力 第14頁/共39頁 JZK20 電動(dòng)式激振器電動(dòng)式激振器 SG1022 低頻信號(hào)發(fā)生器低頻信號(hào)發(fā)生器 YE5872 功率放大器功率放大器 第15頁/共39頁 第16頁/共39頁 振動(dòng)式灰渣粘接特性測(cè)試裝置總示意圖振動(dòng)式灰渣粘接特性測(cè)試裝置總示意圖 圖 11 1 結(jié)渣試樣彈性夾持機(jī)構(gòu)結(jié)渣試樣彈性夾持機(jī)構(gòu) 2 振動(dòng)機(jī)構(gòu)振動(dòng)機(jī)構(gòu) 3 振動(dòng)控制系統(tǒng)振動(dòng)控制系統(tǒng) 4 接渣斗接渣斗 5 底座底座 6 結(jié)渣試樣件結(jié)渣試樣件 301 信號(hào)發(fā)生器信號(hào)發(fā)生器 302 功率放大器功

12、率放大器 303 頻率選擇按鈕頻率選擇按鈕 304 增益旋鈕增益旋鈕 305 開關(guān)開關(guān) 306 數(shù)字顯示窗口數(shù)字顯示窗口 第17頁/共39頁 信 號(hào) 發(fā) 生信 號(hào) 發(fā) 生 器器 功 率 放 大功 率 放 大 器器 激振器激振器彈性夾持機(jī)構(gòu)彈性夾持機(jī)構(gòu) 振動(dòng)式灰渣粘接特性測(cè)試裝置實(shí)物圖振動(dòng)式灰渣粘接特性測(cè)試裝置實(shí)物圖 第18頁/共39頁 彈性夾持機(jī)構(gòu)的改進(jìn)措施一彈性夾持機(jī)構(gòu)的改進(jìn)措施一 a) 彈性夾持件電磁振動(dòng)系統(tǒng)彈性夾持件電磁振動(dòng)系統(tǒng) b) 彈簧放大圖彈簧放大圖 改進(jìn)后的彈性夾持件振動(dòng)系統(tǒng)改進(jìn)后的彈性夾持件振動(dòng)系統(tǒng) 第19頁/共39頁 彈性夾持機(jī)構(gòu)的改進(jìn)措施二彈性夾持機(jī)構(gòu)的改進(jìn)措施二 改進(jìn)后彈

13、性鋼板及滑動(dòng)槽結(jié)構(gòu)示意圖改進(jìn)后彈性鋼板及滑動(dòng)槽結(jié)構(gòu)示意圖改進(jìn)后剛性支架組合結(jié)構(gòu)示意圖改進(jìn)后剛性支架組合結(jié)構(gòu)示意圖 第20頁/共39頁 信 號(hào) 發(fā) 生信 號(hào) 發(fā) 生 器器 功 率 放 大功 率 放 大 器器 激振器激振器 彈性夾持機(jī)構(gòu)彈性夾持機(jī)構(gòu) 振動(dòng)式灰渣粘接特性測(cè)試裝置改進(jìn)后實(shí)物圖振動(dòng)式灰渣粘接特性測(cè)試裝置改進(jìn)后實(shí)物圖 第21頁/共39頁 彈性鋼板長(zhǎng)度對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響彈性鋼板長(zhǎng)度對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響 彈性鋼板厚度對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響彈性鋼板厚度對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響 激振器振動(dòng)振幅對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響激振器振動(dòng)振幅對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響 振動(dòng)測(cè)試時(shí)間對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響振動(dòng)測(cè)試時(shí)間對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響 激振器振動(dòng)頻率對(duì)測(cè)試

14、結(jié)果的影響激振器振動(dòng)頻率對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響 第22頁/共39頁 a) 10cm b) 15cm c) 20cm d) 25cm e) 30cm 1) 振前振前 a) 10cm b) 15cm c) 20cm d) 25cm e) 30cm 2) 振后振后 碳化硅質(zhì)耐火材料上煤灰渣隨彈性鋼板長(zhǎng)度碳化硅質(zhì)耐火材料上煤灰渣隨彈性鋼板長(zhǎng)度 變化振動(dòng)測(cè)試前后對(duì)比圖變化振動(dòng)測(cè)試前后對(duì)比圖 彈性鋼板長(zhǎng)度對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響彈性鋼板長(zhǎng)度對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響 1015202530 65.0 65.5 66.0 66.5 67.0 67.5 68.0 68.5 攸縣煤灰/碳化硅質(zhì)耐火材料 振落率(%) 鋼板長(zhǎng)度(cm) 第

15、23頁/共39頁 a) 1mm b) 1.2mm c) 1.5mm 1) 振前振前 a) 1mm b) 1.2mm c) 1.5mm 2) 2) 振后振后 碳化硅質(zhì)耐火材料上煤灰渣隨彈性鋼板碳化硅質(zhì)耐火材料上煤灰渣隨彈性鋼板 厚度變化振動(dòng)測(cè)試前后對(duì)比圖厚度變化振動(dòng)測(cè)試前后對(duì)比圖 彈性鋼板厚度對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響彈性鋼板厚度對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響 1.01.11.21.31.41.5 65.0 65.5 66.0 66.5 67.0 67.5 68.0 68.5 攸縣煤灰/碳化硅質(zhì)耐火材料 振落率(%) 鋼板厚度(mm) 第24頁/共39頁 激振器振動(dòng)振幅和頻率對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響激振器振動(dòng)振幅和頻率對(duì)測(cè)試結(jié)

16、果的影響 12345 42 44 46 48 50 52 54 56 攸縣煤灰/低鉻高鋁質(zhì)耐火材料 振落率(%) 振幅(mm) 攸縣煤灰攸縣煤灰/ /低鉻高鋁質(zhì)耐火材料結(jié)渣試樣低鉻高鋁質(zhì)耐火材料結(jié)渣試樣 振落率隨振幅變化曲線振落率隨振幅變化曲線 1020304050 54.03 54.04 54.05 54.06 攸縣煤灰/低鉻高鋁質(zhì)耐火材料 振落率(%) 頻率(Hz) 攸縣煤灰攸縣煤灰/ /低鉻高鋁質(zhì)耐火材料結(jié)渣試樣低鉻高鋁質(zhì)耐火材料結(jié)渣試樣 振落率隨頻率變化曲線振落率隨頻率變化曲線 第25頁/共39頁 12345 44 46 48 50 52 54 攸縣煤灰/低鉻高鋁質(zhì)耐火材料 振落率(%

17、) 振動(dòng)測(cè)試時(shí)間(min) 攸縣煤灰攸縣煤灰/ /低鉻高鋁質(zhì)耐火材料結(jié)渣試樣低鉻高鋁質(zhì)耐火材料結(jié)渣試樣 振落率隨測(cè)試時(shí)間變化曲線振落率隨測(cè)試時(shí)間變化曲線 振動(dòng)測(cè)試時(shí)間對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響振動(dòng)測(cè)試時(shí)間對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響確定測(cè)試用結(jié)構(gòu)參數(shù)確定測(cè)試用結(jié)構(gòu)參數(shù) 厚度：厚度：1mm 振幅：振幅：5mm 頻率：頻率：10Hz 長(zhǎng)度：長(zhǎng)度：30cm 時(shí)間：時(shí)間：2min 第26頁/共39頁 10801090110011101120 20 40 60 80 100 振落率(%) 煅燒溫度() 斗笠山煤灰/低鉻高鋁質(zhì)耐火材料 斗笠山煤灰/高鉻高鋁質(zhì)耐火材料 斗笠山煤灰/碳化硅質(zhì)耐火材料 不同溫度煅燒不同溫度煅燒20h

18、20h后斗笠山煤灰后斗笠山煤灰/ /耐火材料耐火材料 振落率振落率- -煅燒溫度曲線煅燒溫度曲線 耐火材料上灰渣粘接特性測(cè)試結(jié)果耐火材料上灰渣粘接特性測(cè)試結(jié)果 10801090110011101120 0 10 20 30 40 50 60 70 振落率(%) 煅燒溫度() 攸縣煤灰/低鉻高鋁質(zhì)耐火材料 攸縣煤灰/高鉻高鋁質(zhì)耐火材料 攸縣煤灰/碳化硅質(zhì)耐火材料 不同溫度煅燒不同溫度煅燒20h20h后攸縣煤灰后攸縣煤灰/ /耐火材料耐火材料 振落率振落率- -煅燒溫度曲線煅燒溫度曲線 第27頁/共39頁 耐火材料上灰渣粘接特性測(cè)試結(jié)果耐火材料上灰渣粘接特性測(cè)試結(jié)果 不同溫度煅燒不同溫度煅燒20h

19、20h后瀘州煤灰后瀘州煤灰/ /耐火材料耐火材料 振落率振落率- -煅燒溫度曲線煅燒溫度曲線 11001120114011601180 0 20 40 60 80 振落率(%) 煅燒溫度() 瀘州煤灰/低鉻高鋁質(zhì)耐火材料 瀘州煤灰/高鉻高鋁質(zhì)耐火材料 瀘州煤灰/碳化硅質(zhì)耐火材料 11001120114011601180 10 20 30 40 50 振落率(%) 煅燒溫度() 冷水江煤灰/低鉻高鋁質(zhì)耐火材料 冷水江煤灰/高鉻高鋁質(zhì)耐火材料 冷水江煤灰/碳化硅質(zhì)耐火材料 不同溫度煅燒不同溫度煅燒20h20h后冷水江煤灰后冷水江煤灰/ /耐火材料耐火材料 振落率振落率- -煅燒溫度曲線煅燒溫度曲線

20、 第28頁/共39頁 11001120114011601180 0 20 40 60 80 振落率(%) 煅燒溫度() 平頂山煤灰/低鉻高鋁質(zhì)耐火材料 平頂山煤灰/高鉻高鋁質(zhì)耐火材料 平頂山煤灰/碳化硅質(zhì)耐火材料 不同溫度煅燒不同溫度煅燒20h20h后平頂山煤灰后平頂山煤灰/ /耐火材料耐火材料 振落率振落率- -煅燒溫度曲線煅燒溫度曲線 耐火材料上灰渣粘接特性測(cè)試結(jié)果耐火材料上灰渣粘接特性測(cè)試結(jié)果 11001120114011601180 0 10 20 30 40 50 60 70 振落率(%) 煅燒溫度() 晉東南煤灰/低鉻高鋁質(zhì)耐火材料 晉東南煤灰/高鉻高鋁質(zhì)耐火材料 晉東南煤灰/碳化

21、硅質(zhì)耐火材料 不同溫度煅燒不同溫度煅燒20h20h后晉東南煤灰后晉東南煤灰/ /耐火材料耐火材料 振落率振落率- -煅燒溫度曲線煅燒溫度曲線 第29頁/共39頁 min rr r ：耐火材料板上煤灰渣振落率耐火材料板上煤灰渣振落率 rmin：剛出現(xiàn)結(jié)渣時(shí)的最小灰渣振落率剛出現(xiàn)結(jié)渣時(shí)的最小灰渣振落率 結(jié)渣臨界溫度結(jié)渣臨界溫度 即煤灰在衛(wèi)燃帶材料 板上的結(jié)渣程度從微 結(jié)渣過渡到較強(qiáng)結(jié)渣 的溫度（帶） 第30頁/共39頁 結(jié)渣臨界溫度的確定結(jié)渣臨界溫度的確定 10801090110011101120 20 40 60 80 100 振落率(%) 煅燒溫度() 斗笠山煤灰/低鉻高鋁質(zhì)耐火材料 斗笠山煤灰/高鉻高鋁質(zhì)耐火材料 斗笠山煤灰/碳化硅質(zhì)耐火材料 不同溫度煅燒不同溫度煅燒20h20h后斗笠山煤灰后斗笠山煤灰/ /耐火材料耐火材料 結(jié)渣臨界溫度確定圖結(jié)渣臨界溫度確定圖 第31頁/共39頁 煤灰在耐火材料上的結(jié)渣臨界溫度煤灰在耐火材料上的結(jié)渣臨界溫度( ) 結(jié)渣臨界溫度結(jié)渣臨界溫度斗笠山斗笠山攸縣攸縣瀘州瀘州冷水江冷水江平頂山平頂山晉東南晉東南 低鉻高鋁質(zhì)耐火材料低鉻高鋁質(zhì)耐火材料11021086