多聯(lián)產(chǎn)中不同成分粗煤氣的基本燃燒特性的研究

【摘要】： 隨著經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，中國能源和環(huán)境問題越來越突出。面對能源平均利用率很低、環(huán)境污染嚴重的現(xiàn)狀，各種形式的潔凈煤發(fā)電技術(shù)研究在我國得到了很大的發(fā)展，其中以燃氣輪機為核心的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)最為推崇。 氣化煤氣與熱解煤氣共制合成氣的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)將氣化煤氣富碳、焦爐煤氣(熱解煤氣)富氫的特點相結(jié)合，采用氣化煤氣與焦爐煤氣共整技術(shù)，使氣化煤氣中的CO_2和焦爐煤氣中的CH_4轉(zhuǎn)化成合成氣。在此聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中粗煤氣的成分和參數(shù)隨工況的變化而變化。為了保證發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定地輸出電力產(chǎn)品，必須根據(jù)運行情況調(diào)配進入燃氣輪機燃料的總熱值，同時必須保證燃料氣能夠穩(wěn)定、充分、低污染燃燒。因此有必要對粗煤氣的基本燃燒特性進行研究。 本文研究了氣體燃料燃燒的特點，并從火焰結(jié)構(gòu)、影響火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩氐确矫鎸U散燃燒和預混燃燒兩種形式進行對比。在此基礎(chǔ)之上，通過對鏈鎖反應的分析，解釋了粗煤氣的主要成分氫氣、一氧化碳、甲烷的燃燒反應機理。并確定了本實驗研究的煤氣組份、壓力、溫度等參數(shù)。 作者根據(jù)粗煤氣的組份對燃燒室和燃燒器進行了設(shè)計計算，并根據(jù)計算結(jié)果對測量分析儀器進行了合理選型，由此完成了能夠適合粗煤氣基本燃燒特性研究的擴散燃燒實驗系統(tǒng)的設(shè)計。 作者自主設(shè)計的籠屜式燃燒室具有結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、拆卸方便等特點，可輕松地實現(xiàn)燃燒室高度與內(nèi)徑比的自由轉(zhuǎn)變，從而大大提高了燃燒系統(tǒng)的靈活性與穩(wěn)定性。 實驗中在不同過量空氣系數(shù)下，進行粗煤氣燃燒特性的研究。實驗結(jié)果表明，過量空氣系數(shù)變化對粗煤氣的燃燒溫度分布和產(chǎn)物影響較大，采用合理的過量空系數(shù)有利于提高粗煤氣燃燒的溫度，促進粗煤氣的燃燒完全。 最后，作者根據(jù)在實驗中發(fā)現(xiàn)的問題和不足，分別從氣源、實驗臺主體和測量系統(tǒng)方面對實驗系統(tǒng)提出了改進建議并對下一步粗煤氣基本燃燒特性的研究進行展望。 【關(guān)鍵詞】：多聯(lián)產(chǎn) 粗煤氣 擴散燃燒
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TQ534
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-8
• 目錄8-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 中國的能源與環(huán)境現(xiàn)狀11-12
• 1.2 聯(lián)合循環(huán)研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 課題背景15-17
• 1.4 本文的研究工作17-18
• 1.5 本章小結(jié)18-19
• 第二章 氣體燃燒的基本理論19-37
• 2.1 氣體燃料燃燒的形式19-24
• 2.1.1 擴散燃燒19-22
• 2.1.2 預混燃燒22-24
• 2.2 氣體燃燒反應機理24-29
• 2.2.1 氫的氧化反應25-27
• 2.2.2 一氧化碳的氧化反應27-28
• 2.2.3 甲烷的氧化反應28-29
• 2.3 氣體燃燒過程的熱力計算29-35
• 2.3.1 過量空氣系數(shù)的計算30-31
• 2.3.2 煙氣容積的計算31-33
• 2.3.3 燃燒溫度的計算33-35
• 2.4 本章小結(jié)35-37
• 第三章 粗煤氣的種類及組份性質(zhì)37-47
• 3.1 煤氣的種類37-41
• 3.1.1 煉焦爐煤氣37-38
• 3.1.2 發(fā)生爐煤氣38-39
• 3.1.3 高爐煤氣39
• 3.1.4 液化煤氣39-40
• 3.1.5 地下氣化煤氣40
• 3.1.6 本文研究的粗煤氣40-41
• 3.2 煤氣各組成成分的性質(zhì)41-42
• 3.3 煤氣的特點及粗煤氣利用研究進展42-44
• 3.3.1 煤氣的特點42
• 3.3.2 粗煤氣利用研究進展42-44
• 3.4 本章小結(jié)44-47
• 第四章 實驗系統(tǒng)的設(shè)計及實驗程序47-59
• 4.1 實驗系統(tǒng)的設(shè)計思想47
• 4.2 實驗系統(tǒng)47-49
• 4.3 實驗系統(tǒng)的設(shè)計計算49-54
• 4.3.1 燃燒室設(shè)計計算50-53
• 4.3.2 燃燒器的計算53-54
• 4.3.3 管路設(shè)計選型54
• 4.4 測量儀器的選型54-57
• 4.4.1 熱電偶的選型54-55
• 4.4.2 溫度記錄儀選型55-56
• 4.4.3 煙氣分析儀選型56
• 4.4.4 流量計的選型56-57
• 4.5 實驗程序及注意事項57-58
• 4.5.1 實驗程序57-58
• 4.5.2 實驗注意事項58
• 4.6 本章小結(jié)58-59
• 第五章 粗煤氣燃燒特性實驗59-69
• 5.1 測點布置及實驗工況59-60
• 5.1.1 測點布置59
• 5.1.2 實驗工況59-60
• 5.2 過量空氣系數(shù)對粗煤氣燃燒特性的影響60-68
• 5.2.1 過量空氣系數(shù)對粗煤氣燃燒溫度的影響60-64
• 5.2.2 過量空氣系數(shù)對粗煤氣燃燒產(chǎn)物的影響64-68
• 5.3 本章小結(jié)68-69
• 第六章 結(jié)論69-73
• 6.1 結(jié)論69
• 6.2 實驗改進建議及工作展望69-73
• 6.2.1 實驗暴露問題及改進建議70-71
• 6.2.2 工作展望71-73
• 參考文獻73-77
• 致謝77-79
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文目錄79

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