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电站锅炉结渣不仅降低锅炉效率、影响经济性,而且更是多种安全事故的隐患。黑液水煤浆是适合我国国情的又一项洁净煤技术。针对黑液水煤浆的强结渣问题,本文通过试验研究和理论分析对黑液水煤浆沾污结渣机理及热流动态特性进行了深入系统的探讨。 利用自制的灰污热流计模拟水冷壁沾污结渣过程,获取了黑液水煤浆灰沉积及热流动态特性,结果显示燃烧黑液水煤浆时热流衰减速率要比常规水煤浆快,这对于工业应用时制定吹灰策略、优化吹灰有重要的参考价值和指导作用。通过硅碳棒静态、动态灰沉积试验,研究黑液水煤浆灰沉积行为和沉积物特性。静态灰沉积试验结果表明,黑液浆灰渣的沉积速率约为常规浆的2.5倍,表明黑液浆沾污结渣倾向明显强于常规浆。动态灰沉积试验结果表明,Fe是结渣初始沉积层形成的重要原因。 率先将电子探针这一精密分析仪器用于锅炉结渣机理的研究,对黑液水煤浆试验炉炉内典型灰渣样品沿剖面厚度方向上的矿物元素分布进行了分析。结果表明,S、Na、K、Cl对积灰有较大的促进作用,而Fe、Ca在结渣初始沉积过程中有更大的贡献。利用XRD和SEM分析阐述了炉内灰渣的晶相组成及微观形貌,结果表明黑液水煤浆灰渣晶相主要以Na的硫酸盐和硅铝酸盐为主,晶粒边界大都比较模糊,甚至已经烧成熔珠状。 对新汶水煤浆和辽河水煤浆工业炉炉内各部位灰渣熔融特性规律进行研究,发现两种煤浆燃烧前后灰渣熔融特性呈相反的变化趋势。究其原因是因为两种水煤浆矿物质在炉内热力环境下的行为不同,其中Fe的存在形式、炉内行为对灰渣熔融特性有很大影响。 在前人工作的基础上建立了七因素沾污结渣模糊综合评判模型,实例验证结果表明本模型提高了评价的准确率。提出了一种基于粗糙集理论计算结渣模糊综合评判模型权系数的新方法,该法克服了传统权系数确定方法的主观性,使得综合评判方法更具客观性和准确性。