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煤矿千米深井巷道围岩支护-改性-卸压协同控制技术 认领 被引量:2
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作者 康红普 姜鹏飞 +8 位作者 黄炳香 管学茂 王志根 吴拥政 高富强 杨建威 程利兴 郑仰发 李建忠 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期845-864,共20页
针对煤矿千米深井、软岩、强采动巷道围岩大变形难题,以淮南新集口孜东矿350 m超长工作面运输巷为工程背景,分析了巷道围岩大变形、支护构件失效原因;采用理论分析、实验室试验和井下试验方法,从围岩物性劣化、偏应力诱导围岩扩容、软... 针对煤矿千米深井、软岩、强采动巷道围岩大变形难题,以淮南新集口孜东矿350 m超长工作面运输巷为工程背景,分析了巷道围岩大变形、支护构件失效原因;采用理论分析、实验室试验和井下试验方法,从围岩物性劣化、偏应力诱导围岩扩容、软岩结构性流变及超长工作面采动影响等方面,揭示了高地应力与超长工作面强采动应力叠加作用下巷道围岩大变形机理。以此为基础提出千米深井、软岩、强采动巷道支护-改性-卸压协同控制理念,采用数值模拟对比研究了无支护、锚杆支护、锚杆支护-注浆改性、锚杆支护-注浆改性-水力压裂卸压4种方案巷道围岩应力、变形及破坏规律,阐述了巷道支护-改性-卸压协同控制原理。研发出CRMG700超高强度、高冲击韧性锚杆支护材料,研究揭示了锚杆受拉、剪、扭、弯及冲击复合载荷作用的力学响应特征;开发出微纳米无机有机复合改性材料及配套高压劈裂注浆技术;研发出分段压裂水力压裂卸压技术与设备,形成了巷道支护-改性-卸压协同控制技术。基于上述研究成果,提出口孜东矿示范巷道支护-改性-卸压布置方案与参数,并进行了井下试验与矿压监测。监测结果表明,巷道围岩协同控制技术应用后,巷道变形量降低50%以上,锚杆、锚索破断率降低90%,工作面采动应力明显减小,有效控制了千米深井、软岩、强采动巷道大变形。最后,对下一步的研究工作进行了展望。 展开更多
关键词 煤矿巷道 千米深井 强采动 围岩协同控制 锚杆支护 注浆改性 水力压裂卸压
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大缸径液压支架立柱动载过载试验系统研究 认领
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作者 杨阳 赵锐 《煤矿机电》 2020年第4期55-58,共4页
立柱是超大采高、大阻力的综采液压支架的主要受力部件。新国标要求对液压支架立柱进行动载过载试验,现有的试验系统不能满足要求。本试验系统采用蓄能器组件及组合冲击缸,将高压液储存在蓄能器中,通过快速释放高压液到冲击缸中,冲击缸... 立柱是超大采高、大阻力的综采液压支架的主要受力部件。新国标要求对液压支架立柱进行动载过载试验,现有的试验系统不能满足要求。本试验系统采用蓄能器组件及组合冲击缸,将高压液储存在蓄能器中,通过快速释放高压液到冲击缸中,冲击缸再作用到被测立柱上,立柱内腔压力瞬间升高,模拟顶板突然来压时立柱内腔压力快速升高、安全阀快速开启并溢流释放的实际工况。通过设计计算,确定了系统核心部件的各项参数,满足试验系统在30 ms内达到冲击试验的流量及压力要求,最终研制出满足新国标要求的液压支架立柱动载过载试验系统。 展开更多
关键词 液压支架 立柱 冲击试验 蓄能器
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艾丁褐煤直接液化产物中酚类形成影响因素研究 认领
3
作者 梁江朋 《洁净煤技术》 CAS 2020年第4期98-103,共6页
针对艾丁褐煤高氧含量的特征,通过高压釜对艾丁褐煤直接加氢液化进行试验研究,考察了反应温度、催化剂添加量、氢气初压和溶剂含量对艾丁褐煤液化产物酚类物质生成的影响。结果表明,艾丁褐煤直接液化生成酚类物质的最适宜条件为:反应温... 针对艾丁褐煤高氧含量的特征,通过高压釜对艾丁褐煤直接加氢液化进行试验研究,考察了反应温度、催化剂添加量、氢气初压和溶剂含量对艾丁褐煤液化产物酚类物质生成的影响。结果表明,艾丁褐煤直接液化生成酚类物质的最适宜条件为:反应温度430℃,催化剂添加量1%,氢气初压5.0 MPa,溶剂含量50%。各低级酚在总酚中的占比分别为:苯酚0.39%,邻甲酚0.51%,间甲酚1.08%,对甲酚0.97%,二甲酚5.07%。通过碱抽提煤液化油得到的酚类物质中的低级酚(苯酚+C1phenol+C2 phenol)在总酚中占比10.7%,低级酚主要集中在保留时间为24~33 min,高级酚占比较大,且随保留时间的延长既多又杂;提高反应温度、溶剂含量和催化剂添加量有利于提升总酚产率,促进煤反应生成酚类物质,氢气初压对总酚产率影响不大;提高反应温度和催化剂添加量能提升低级酚在总酚中的占比,使高级酚趋向于反应生成低级酚,提高溶剂含量和氢气初压抑制低级酚在总酚中的占比。煤直接液化工艺流程中,通过加氢反应,在低温分离过程中尽可能达到较高的酚产率,同时通过将高分进行循环,以延长高分的反应时间,提高油产率,即实行分级加氢液化将有利于控制和提高油和酚产率。 展开更多
关键词 艾丁褐煤 直接液化 低级酚 高压釜
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焦化烟气活性焦低温脱硝工艺与反应器设计 认领
4
作者 熊银伍 李艳芳 +1 位作者 孙仲超 张云雷 《煤炭工程》 北大核心 2020年第7期174-181,共8页
为了开发适用于焦化烟气的干法脱硫低温脱硝技术,在现有活性焦脱硫脱硝技术的基础上,针对焦化烟气低硫高硝、排烟温度低、湿度高等特点,选取一种商用活性焦,在试验装置上分别研究了空速、温度、氨氮比和湿度等对活性焦脱硝性能的影响,... 为了开发适用于焦化烟气的干法脱硫低温脱硝技术,在现有活性焦脱硫脱硝技术的基础上,针对焦化烟气低硫高硝、排烟温度低、湿度高等特点,选取一种商用活性焦,在试验装置上分别研究了空速、温度、氨氮比和湿度等对活性焦脱硝性能的影响,在此基础上设计了左右并联式、错流移动床反应器结构形式,并根据理论计算和结构设计模型完成反应器图纸设计,建成60万t/a焦炉配套的活性焦干法脱硫低温脱硝工业装置,并在工业装置上开展了72h工业性试验,验证实验室工艺与反应器设计可行性。结果表明,活性焦脱硝适宜的工艺参数条件为:空速300h-1,反应温度140℃,氨氮比1.3,烟气湿度不宜超过16%;以某焦化厂烟气为例,进行了反应器尺寸理论计算,设计出15万Nm^3/h烟气量处理能力的反应器尺寸为8m×33m×4m;工业性试验的烟气温度、氨氮比、湿度均以实验室结果为基准开展试验,烟气平均进口温度约135℃、氨氮比1~1.1∶1、烟气平均湿度12.5%,在此条件下,装置脱硫、脱硝效率分别为99%和89%,在基准氧含量为8%时,SO2和NOx平均排放浓度分别为4mg/m^3和92mg/m^3,满足焦化烟气超低排放指标要求。 展开更多
关键词 活性焦 脱硫 脱硝 焦化 烟气
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底板硬岩多轴条件下的力学特性和冲击倾向性 认领
5
作者 韩强 张希巍 +1 位作者 潘鹏志 赵善坤 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1743-1752,共10页
为研究深部煤矿顶底板围岩在高应力下的冲击危险性,以跃进煤矿为工程背景,取自23092工作面的底板硬岩作为试验对象,应用真三轴试验机进行了一系列多轴(常规三轴和真三轴)条件下的压缩力学特性试验,部分试验还同步了破坏过程声发射信号... 为研究深部煤矿顶底板围岩在高应力下的冲击危险性,以跃进煤矿为工程背景,取自23092工作面的底板硬岩作为试验对象,应用真三轴试验机进行了一系列多轴(常规三轴和真三轴)条件下的压缩力学特性试验,部分试验还同步了破坏过程声发射信号测量。借助光学显微镜和场发射扫描电镜辅助分析试样微观特性表征。多轴压缩力学试验表明23092工作面底板硬岩具有明显弹脆性变形破坏行为,底板硬岩在单轴压缩情况下的脆性程度最高,中间主应力与脆性破坏指数负相关。最小主应力恒定时,中间主应力增加情况下的岩样的全应力-应变曲线、宏观破坏模式、岩样破裂角、脆性指数以及破坏岩样的SEM图像的变化特征均表明底板硬岩的脆性破坏特征与应力状态有关,即中间主应力增加促进其脆性破坏行为。底板硬岩在多轴应力状态下表现出峰值强度较大离散性,这与成岩过程中软弱矿物夹杂汇聚造成的岩石均质性差异有关。底板硬岩的冲击倾向性受真三向应力状态影响,最小主应力接近零的巷道底板表层附近硬岩表现为无或弱冲击危险性,但在中间主应力较高的深层硬岩则表现强冲击危险性,且随中间主应力增加而增强。多轴条件下压缩破坏的声发射信号具有前兆释放性,声发射信号伴随峰后多阶段破裂显著增强。 展开更多
关键词 硬岩 多轴 破裂角 脆性 声发射 冲击危险性
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深部巷道冲击地压动静载分源防治理论与技术 认领
6
作者 潘俊锋 刘少虹 +3 位作者 高家明 孙希奎 夏永学 王琦 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1607-1613,共7页
将深部开采覆岩结构特征研究向冲击地压防治技术延伸,研究了深部矿井巷道冲击地压动静载分源防治理论与技术。结果表明,诱发深部冲击地压启动具有2种载荷途径:一种是动、静载荷叠加途径;另一种是纯静载荷叠加途径,因此深部冲击地压发生... 将深部开采覆岩结构特征研究向冲击地压防治技术延伸,研究了深部矿井巷道冲击地压动静载分源防治理论与技术。结果表明,诱发深部冲击地压启动具有2种载荷途径:一种是动、静载荷叠加途径;另一种是纯静载荷叠加途径,因此深部冲击地压发生条件研究应该重点研究诱发冲击启动的动、静载荷来源。研究认为深部工作面L型区域频繁发生冲击的原理,是在工作面距离较远时,临空巷道两帮仅受侧向F型悬臂结构影响,当工作面临近时,由于本面与相邻工作面采空区导通,上覆厚硬顶板悬空区域也导通,因此发生下沉—弯曲—回转幅度更大,悬而不垮造成加大弯曲弹性能储存在L区域,垮断时又造成较大动载荷作用在L区域煤岩体。提出了深部工作面临空巷道、采场“双F、大L”力源结构模型,并给出了临空巷道、采场大L型力源区域冲击地压启动判据算法。采动覆岩“双F、大L”力源结构分析表明,诱发临空巷道冲击启动的载荷来源是空间确定的,提出了深部巷道冲击地压动、静载荷源分源防治方法。即针对F型顶板悬臂断裂造成的动载荷源进行爆破预裂;针对巷道两帮煤体中垂直应力集中进行煤层爆破卸压;针对巷道底板高水平应力进行底板爆破,阻断其推动底板作用。工程实践证明,该方法能够实现深部强冲危险工作面安全回采。 展开更多
关键词 冲击地压 深部开采 动静载分源 分源防控 覆岩结构 F型悬臂结构 “双F、大L”
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我国煤炭深部开采冲击地压特征、类型及分源防控技术 认领 被引量:3
7
作者 潘俊锋 齐庆新 +3 位作者 刘少虹 王书文 马文涛 亢鑫超 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期111-121,共11页
我国煤炭资源大规模步入深部开采,深部开采冲击地压事故频繁发生,为了厘清深部开采冲击地压特点、启动类型以及防治与浅部开采的区别,为深部开采防治冲击地压提供理论与技术指导,以我国煤炭资源深部开采冲击地压特征研究为切入点,从诱... 我国煤炭资源大规模步入深部开采,深部开采冲击地压事故频繁发生,为了厘清深部开采冲击地压特点、启动类型以及防治与浅部开采的区别,为深部开采防治冲击地压提供理论与技术指导,以我国煤炭资源深部开采冲击地压特征研究为切入点,从诱发冲击地压的载荷源角度,结合工程实例,建立力学模型,研究提出了我国深部开采冲击地压的3种类型,最后提出了深部开采巷道冲击地压动静载荷分源防控方法。结果表明,我国煤炭深部开采冲击地压特征总体表现为因基础静载荷充足,发生门槛降低,冲击显现位置点多面广,发生原理隐蔽性、自发性、时滞性占比大,防治范围扩大,应力恢复快,高强度、长时效卸压要求突出;将我国煤炭深部开采冲击地压划分为3种类型,即深部动静载叠加型、深部高静载加载型、深部高静载卸荷型。深部动静载叠加型,因深部煤炭资源高地压环境,与浅部相比,较高的基础静载荷获得微动载扰动、叠加可发生冲击地压。深部高静载加载型冲击地压,其静载荷缓慢对极限平衡区加载过程冲击是材料失稳,导致工程结构体结构动力失稳的结果,而深部高静载卸荷型冲击地压,其高静载荷最小阻抗带减小,静载荷卸荷过程是围岩结构稳定性遭到破坏,导致工程结构体材料动力失稳的结果,2者存在本质差别;深部冲击地压防控与常规浅埋冲击地压防控,差别在于基础静载荷充足,增量顶板等动载荷来源复杂,冲击危险区域基础静载荷获取增量静、动载荷门槛降低,因此必须高强度、长时效实现静、动载荷源分源防控,阻止诱发冲击地压的载荷条件形成;在动静载荷分源防控指导思想下,针对顶板动载荷源,开发了顶板“钻-切-压”一体化技术,深度弱化顶板,消除顶板动载源;针对巷道两帮垂直应力集中,开发了煤层一次成孔300 mm超大直径无人钻孔技术,高强 展开更多
关键词 冲击地压 深部开采 深部冲击地压 类型 分源防控 加载 卸荷 动静载
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粒度级配对神华煤成浆特性影响的试验研究 认领
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作者 苏鑫 《煤化工》 CAS 2020年第2期36-40,共5页
为了研究粒度级配对神华煤成浆特性的影响,通过筛分和干法调浆,探讨了不同粒度分布煤粉的成浆性,结果表明:在添加剂用量为0.3%(干基/干煤)时,具有连续级配特征的原始煤粉可制备出质量分数为61%的煤浆;利用筛分法,分别去除原始煤粉中0.04... 为了研究粒度级配对神华煤成浆特性的影响,通过筛分和干法调浆,探讨了不同粒度分布煤粉的成浆性,结果表明:在添加剂用量为0.3%(干基/干煤)时,具有连续级配特征的原始煤粉可制备出质量分数为61%的煤浆;利用筛分法,分别去除原始煤粉中0.045 mm以下、0.045 mm~0.15 mm、0.15 mm~0.3 mm和0.045 mm~0.3 mm部分,得到4种具有不连续级配特征的样品,其所制煤浆流变性发生了较大变化,其中去除0.045 mm~0.3 mm部分的样品的成浆质量分数提高了3个百分点,在黏度符合要求的前提下流动性大幅提高;连续级配和非连续级配的煤浆均存在黏度与流动性不统一的现象,当级配中粗细颗粒粒径差较大且细颗粒含量达到一定值时,这种现象更加明显。采用粒度级配技术制浆,其细颗粒含量存在一个合理的区间。 展开更多
关键词 水煤浆 粒度级配 成浆性 不连续级配 流变性 神华煤
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高硫煤与印染废水制浆及燃烧脱硫的试验研究 认领
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作者 苏鑫 《能源化工》 2020年第1期28-33,共6页
针对目前国内外高硫煤清洁利用和印染废水处理的技术难题,利用高硫煤和印染废水制备高硫煤浆并在水煤浆锅炉进行试烧,考察了印染废水的加入对煤浆燃烧后SO2排放量的影响,并分析了印染废水加入后的脱硫机理。结果表明:废水煤浆的表观黏... 针对目前国内外高硫煤清洁利用和印染废水处理的技术难题,利用高硫煤和印染废水制备高硫煤浆并在水煤浆锅炉进行试烧,考察了印染废水的加入对煤浆燃烧后SO2排放量的影响,并分析了印染废水加入后的脱硫机理。结果表明:废水煤浆的表观黏度比清水煤浆的表观黏度有明显降低,且在最优燃烧条件下总脱硫率分别为24%和22.7%,具有较好的脱硫效果。利用高硫煤与印染废水制浆既解决了高硫煤和印染废水的利用难题,又有利于后续的烟气脱硫工艺,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 印染废水 水煤浆 燃烧脱硫 烟气脱硫工艺 高硫煤 试烧 表观黏度 清洁利用
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井间高位岩层联动诱冲机制及防冲方法初探 认领
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作者 李一哲 赵善坤 +4 位作者 齐庆新 潘鹏志 魏向志 李海涛 王寅 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1681-1690,共10页
相邻矿井开采过程中相互扰动明显,冲击地压灾害频发。为研究巨厚砾岩和逆冲断层控制作用下,相邻矿井之间的相邻工作面开采互扰诱发冲击机理以及两工作面冲击地压协同防控方法,以义马矿区耿村煤矿13230工作面和千秋煤矿21121工作面为实... 相邻矿井开采过程中相互扰动明显,冲击地压灾害频发。为研究巨厚砾岩和逆冲断层控制作用下,相邻矿井之间的相邻工作面开采互扰诱发冲击机理以及两工作面冲击地压协同防控方法,以义马矿区耿村煤矿13230工作面和千秋煤矿21121工作面为实际工程背景,对13230工作面回采期间地表沉降变化、冲击显现特征和支架压力特征、21121东部缆车下山钻孔应力特征以及井间区域微震事件高度变化特征和地应力特征展开现场实测分析。研究表明,井间相邻工作面非同时期开采形成非对称“T”形覆岩空间结构,井间宽煤柱留设和高位巨厚砾岩条件下,该空间结构发生类似杠杆运动的“撬动”现象,即井间率先采空侧高位岩层下沉运动诱发滞后回采工作面高位岩层整体抬升运动;联动效应对滞后回采工作面垂直应力环境产生扰动且扰动范围有限,13230工作面回采初期垂直应力相对较低,断层活化的高水平应力导致煤体发生典型水平滑移式冲击事故,随13230工作面推进距离增大,水平方向冲击的强度与频度明显降低而垂直方向的冲击占比增加;基于工程实测和室内试验结果,提出井间以阻断高位砂砾互层为核心的弱链增耗防冲方法和采空区高强度充填为核心的吸能稳构防冲方法,实现井间工作面冲击地压的协同防控。随着我国煤矿逐渐转入高强度集约型开采和深部开采,由高位覆岩联动造成的多工作面之间的应力互扰现象将长期存在,旨在弱化覆岩结构体联动效应的防冲方法与技术是未来单一矿井乃至大型矿区大范围多工作面联合防冲的发展趋势。 展开更多
关键词 冲击地压 巨厚砾岩 杠杆运动 联动效应 吸能稳构
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水溶性液压支架装配润滑脂的润滑改性研究 认领
11
作者 翟晶 《煤炭与化工》 CAS 2020年第4期131-132,156,共3页
润滑性是水溶性液压支架装配润滑脂的一项重要指标,对产品进行润滑改性,可在摩擦副间降低摩擦系数,减少磨损。选取不同的水溶性液压支架装配润滑脂产品,采用长碳链羧酸酯A、二烷基二硫代磷酸盐B、硼酸盐C、氨基甲酸钼D进行润滑改性,对比... 润滑性是水溶性液压支架装配润滑脂的一项重要指标,对产品进行润滑改性,可在摩擦副间降低摩擦系数,减少磨损。选取不同的水溶性液压支架装配润滑脂产品,采用长碳链羧酸酯A、二烷基二硫代磷酸盐B、硼酸盐C、氨基甲酸钼D进行润滑改性,对比其PB值,选取最佳改性方案。实验结果表明,硼酸盐C润滑添加剂可用于水溶性液压支架装配润滑脂的润滑改性,其成本较低,且润滑性好。 展开更多
关键词 润滑性 改性 润滑剂 装配润滑脂
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煤气化废水络合萃取脱酚实验研究 认领
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作者 高明龙 《煤质技术》 2020年第3期20-24,共5页
对煤炭转化过程中高浓含酚废水进行脱酚处理,是我国煤化工产业的废水处理达标关键手段之一。对煤气化高浓度含酚废水进行络合萃取脱酚研究,并对萃取级数、相比、温度、初始pH值等萃取条件进行单因素实验研究,以确定MK络合萃取剂的萃取... 对煤炭转化过程中高浓含酚废水进行脱酚处理,是我国煤化工产业的废水处理达标关键手段之一。对煤气化高浓度含酚废水进行络合萃取脱酚研究,并对萃取级数、相比、温度、初始pH值等萃取条件进行单因素实验研究,以确定MK络合萃取剂的萃取脱酚工艺条件。实验研究表明,MK型络合萃取剂对废水中的挥发酚和难挥发酚均有较好的萃取效果,其中温度对萃取效果影响较小,即温度升高则酚萃取率略有降低;初始pH值、萃取级数、相比对酚萃取效果影响显著,即pH越低其萃取效果越好,当pH大于9时酚的萃取率明显下降;萃取级数和相比的提高可明显提升萃取效果,其中萃取级数和相比需根据废水中挥发酚、难挥发酚浓度以及设备投资与运行成本综合确定。针对实验用加压固定床气化含酚废水,确定络合萃取脱酚最佳工艺条件为5级萃取、相比为1∶4、温度30℃、初始pH为7。 展开更多
关键词 煤气化 废水脱酚 络合萃取 萃取级数 挥发酚 难挥发酚 工艺条件
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高效环保煤炭防冻技术的研究现状与应用前景 认领
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作者 翟晶 《煤炭与化工》 CAS 2020年第5期129-131,160,共4页
针对煤炭在冬季装卸、停留、运输过程中易发生冻结的问题,以及使用防冻剂造成氯含量过高的现状,阐述了目前国内外在解决煤炭运输过程中冻结问题的措施和方法,根据统计数据分析了研究意义和市场潜力,提出了高效环保煤炭防冻技术研究的市... 针对煤炭在冬季装卸、停留、运输过程中易发生冻结的问题,以及使用防冻剂造成氯含量过高的现状,阐述了目前国内外在解决煤炭运输过程中冻结问题的措施和方法,根据统计数据分析了研究意义和市场潜力,提出了高效环保煤炭防冻技术研究的市场前景和重要意义。 展开更多
关键词 冻煤 防冻技术 防冻剂 CACL2
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煤电价格波动对经济的传导路径和影响测度研究 认领
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作者 罗伟 《煤炭经济研究》 2020年第3期19-24,共6页
煤炭和电力作为我国重要的能源构成,二者作为产业链的上游产业,价格波动会对下游产业部门和经济造成较大的影响。在对相关文献综述的基础上,分别研究了煤炭、电力和煤电的传导路径,在此基础上,应用投入产出方法对煤炭、电力和煤电价格... 煤炭和电力作为我国重要的能源构成,二者作为产业链的上游产业,价格波动会对下游产业部门和经济造成较大的影响。在对相关文献综述的基础上,分别研究了煤炭、电力和煤电的传导路径,在此基础上,应用投入产出方法对煤炭、电力和煤电价格的波动对经济的影响进行测度,据此提出了相关建议。 展开更多
关键词 煤电价格 投入产出 影响测度 传导路径 能源消费
我国煤粉工业锅炉技术及应用推广现状分析 认领
15
作者 牛芳 《煤质技术》 2020年第4期6-12,19,共8页
煤粉锅炉在燃烧优质煤时具有高效率、低耗能、低磨损等优点,已成为实现燃煤高效利用时的优先选择,即煤粉工业锅炉技术的应用推广在推动煤炭高效清洁利用中起到至关重要的作用。对我国近年来煤粉工业锅炉的煤粉供料技术、煤粉高效低氮燃... 煤粉锅炉在燃烧优质煤时具有高效率、低耗能、低磨损等优点,已成为实现燃煤高效利用时的优先选择,即煤粉工业锅炉技术的应用推广在推动煤炭高效清洁利用中起到至关重要的作用。对我国近年来煤粉工业锅炉的煤粉供料技术、煤粉高效低氮燃烧技术、烟气超低排放净化技术和测控技术该4项关键技术的发展现状和未来发展趋势进行论述分析,从我国煤粉工业锅炉发展环境、市场需求前景和行业经营模式3个方面对行业应用推广现状进行论述。由综合分析认为:在煤粉工业锅炉技术方面,未来煤粉工业锅炉行业将聚集锅炉及相关领域节能、环保、信息化融合三大领域,通过研发、转化、集成创新等手段形成一批有较大应用前景的具有自主知识产权的关键新技术、新产品,为我国煤粉工业锅炉行业持续发展提供足够的技术支撑。煤粉工业锅炉行业“限煤化”和严苛的节能减排环保要求在一定程度上阻碍了该行业的发展,宏观经济增速的放缓会影响锅炉制造业的上游和下游因而不利于行业的发展,但工业化、城镇化建设的继续深入将推进并拉动煤粉工业锅炉的市场需求。 展开更多
关键词 煤粉工业锅炉 节能减排 信息化 政策环境 服务型经营模式 煤粉高效低氮燃烧
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58 MW煤粉工业锅炉空气分级燃烧试验研究 认领
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作者 牛芳 《洁净煤技术》 CAS 2020年第4期127-133,共7页
加快推进燃煤工业锅炉环保改造,有效降低煤粉工业锅炉大气污染物排放量,特别是降低NO x排放迫在眉睫。空气分级燃烧技术是一种减排效果显著,改造成本较低的低氮燃烧技术,已在电站锅炉得到成功应用。为考察空气分级燃烧技术在煤粉工业锅... 加快推进燃煤工业锅炉环保改造,有效降低煤粉工业锅炉大气污染物排放量,特别是降低NO x排放迫在眉睫。空气分级燃烧技术是一种减排效果显著,改造成本较低的低氮燃烧技术,已在电站锅炉得到成功应用。为考察空气分级燃烧技术在煤粉工业锅炉上应用效果,以煤科院某58 MW煤粉工业锅炉空气分级改造项目为研究对象,通过在侧墙上布置6个火上风喷口,实现空气分级燃烧。通过工程试验,采用特制水冷取样枪以及耐高温烟气分析仪,测量了该锅炉原工况(不采用火上风)与分级燃烧(采用火上风)工况下,炉内3个不同截面(每个截面10个取样点)以及双锥燃烧器内6个测点处烟气温度及烟气组分。结果表明,分级燃烧工况下,双锥燃烧器内在x=0.3 m测点后形成了高温、强还原性气氛,有效抑制了燃烧初始阶段NO x的生成。这是因为分级工况下双锥燃烧器内氧气被迅速消耗,焦炭燃烧反应速率显著下降,焦炭气化反应明显增强,故形成了较强的还原性,有效遏制了NO x的生成。炉内不同截面烟气温度及组成变化规律表明,原工况烟气温度分布整体呈现燃烧器射流中心高、外侧低的趋势,氧含量分布与温度分布趋势相反,而分级工况受双锥燃烧强还原性高速火焰以及火上风喷射的影响,截面温度波动较大,中间截面呈现燃烧器射流中心偏低的现象。分级工况在炉内形成明显的还原区,且表现为燃烧器射流中心CO浓度高、外侧低的现象,有效降低了炉内NO x生成。58 MW煤粉工业锅炉火上风空气分级低氮改造,在双锥燃烧器及炉内创造了合理的贫氧还原区,具有良好的低氮效果。 展开更多
关键词 空气分级燃烧 煤粉 工业锅炉 热态
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空气冷却式煤粉燃烧室数值模拟研究 认领
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作者 王永英 杨石 张深 《洁净煤技术》 CAS 2020年第2期50-57,共8页
双锥煤粉燃烧室在小容量工业锅炉中广泛采用水冷却方式,但随着市场对高容量锅炉需求的增加,双锥燃烧室体积增大、数量增多,如仍采用水冷却的方式将导致安装困难、水系统复杂等问题,亟需开发新的冷却方式。空气冷却形式具有结构简单、预... 双锥煤粉燃烧室在小容量工业锅炉中广泛采用水冷却方式,但随着市场对高容量锅炉需求的增加,双锥燃烧室体积增大、数量增多,如仍采用水冷却的方式将导致安装困难、水系统复杂等问题,亟需开发新的冷却方式。空气冷却形式具有结构简单、预热后的空气可以增加煤粉的着火稳定性等优点,需要考察其首次应用于双锥煤粉燃烧室中的效果。为了确定空气冷却式燃烧室燃烧和壁面冷却情况,采用数值模拟技术对14 MW工业锅炉燃烧室和炉膛进行三维建模,得到50%和100%两种负荷下不同内外二次风配风比例下燃烧室内部燃烧情况、金属壁面温度、出口火焰形状和炉膛充满度。结果表明:控制总空气过量系数不变,随着内二次风比例的逐渐增加,燃烧室内的平均温度逐渐降低;50%负荷下金属壁面温度随二次风比例的增加逐渐降低,100%负荷下金属壁面温度先降低后升高,这是内二次风助燃燃烧和外二次风的冷却共同作用的结果。随着内二次风比例的增加,金属壁面的高温区域逐渐后移,集中于后锥出口区域;在50%负荷下内二次风量占总空气量比例为0.4时,金属壁面具有最高温度930 K,100%负荷下内二次风量占总空气量比例为0.2时,壁面金属最高温度835K,2个最高温度均出现在后锥收缩段,据最高温度推荐壁面材料选取0Cr18Ni9,2种负荷下最高温度出现时燃烧室内的内二次风配风量为2 600 Nm3/h,应尽量使内二次风远离此配风量;50%负荷下燃烧室平均温度、金属壁面平均温度及最高温度均高于100%负荷,是空气冷却结构需要重点考察的工况。随着内二次风比例的逐渐增加,火焰长度先增加后减小,当内二次风过小时,出口气速较小,外二次风具有向中心的速度分量,火焰主要集中在炉膛前部。随着内二次风比例的增加,出口速度增大,火焰变长变细。但随着比例的继续增加,外二次风的轴� 展开更多
关键词 空气冷却 煤粉燃烧室 火焰分布 壁面温度 数值模拟
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风粉混合器内气固两相流动的模拟及试验研究 认领
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作者 张朝 崔豫泓 +1 位作者 刘羽 王鹏涛 《洁净煤技术》 CAS 2020年第2期58-65,共8页
煤粉工业锅炉系统中风粉混合器是实现煤粉与一次风快速均匀混合的关键设备,测量及计算风粉混合器内煤粉、一次风气固两相流流场,对于优化风粉混合器结构,强化风粉混合效率及提高一次风粉的均匀稳定供给具有重要意义。笔者针对竖直结构... 煤粉工业锅炉系统中风粉混合器是实现煤粉与一次风快速均匀混合的关键设备,测量及计算风粉混合器内煤粉、一次风气固两相流流场,对于优化风粉混合器结构,强化风粉混合效率及提高一次风粉的均匀稳定供给具有重要意义。笔者针对竖直结构及倾斜结构的2种风粉混合器,开展了数值计算及现场工程试验研究。基于几何拓扑学知识,采用ICEM软件针对2种风粉混合器划分了合适的三维网格;多相流理论模型中,多相连续介质模型中的双流体模型各相视为相互渗透、耦合但又保持各自运动特征的连续介质,相比于单流体模型,双流体模型考虑了固相的湍流输运以及气固两相间相互滑移引起的阻力,使得计算结果更接近实际情况;冷态双流体模型基本方程由守恒方程、相间耦合方程以及封闭方程构成,其中相间耦合方程用于表征气固相动量之间的耦合;为了探究不同停留时间下风粉混合器内气固两相的流场特征,采用非稳态数值计算方法,利用Fluent软件开展数值计算。基于两相流模型及Schilller-Naumann曵力系数模型研究了不同结构下风粉混合器内煤粉浓度分布随停留时间变化特征,采用德图testo425热敏风速仪测量了不同煤粉落料量下风粉混合器内负压变化规律。结果表明,竖直结构的风粉混合器内停留时间由0.25 s增至1 s时,混合器底部颗粒沉积的现象一直存在,即存在较长时间的颗粒流动死角区域;而对于倾斜结构的风粉混合器,当停留时间大于0.3 s,混合器内颗粒浓度基本降为0,较好避免了颗粒在混合器底部的沉积,该结构对于强化混合器内风粉混合及降低供料波动具有重要意义。不同落料量下的现场工程试验结果表明,高落料量下竖直结构的风粉混合器内平均负压偏小,几乎接近正压,且存在间断正压喷粉的现象,故该风粉混合器在高落料量下负压不足,易造成供料� 展开更多
关键词 多相流模型 两相流 风粉混合器 数值计算
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高速煤粉燃烧器内燃烧特性数值模拟及结构优化 认领
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作者 张鑫 陈隆 《洁净煤技术》 CAS 2020年第2期66-72,共7页
高速煤粉燃烧器火焰喷射速度高达60~200 m/s,炉膛内火焰较长,对流换热比例提高,使得炉膛内温度分布均匀,没有传统低速煤粉燃烧器火焰短,炉膛内局部过热和结焦等缺点。笔者以14 MW高速煤粉燃烧器为研究对象,采用数值模拟的方法,研究旋流... 高速煤粉燃烧器火焰喷射速度高达60~200 m/s,炉膛内火焰较长,对流换热比例提高,使得炉膛内温度分布均匀,没有传统低速煤粉燃烧器火焰短,炉膛内局部过热和结焦等缺点。笔者以14 MW高速煤粉燃烧器为研究对象,采用数值模拟的方法,研究旋流强度、二次风温度等关键参数对燃烧器内煤粉燃烧的影响,针对燃烧器内煤粉燃烧特点进行结构优化设计。对旋流强度研究结果表明,当旋流强度S=2.2、2.8、3.2及3.7时,燃烧器内回流区形状变化不大,从一次风喷口开始到旋流叶片位置结束,回流区环绕一次风管;最大回流量在一次风喷口附近,距离一次风喷口越远,回流量越小;旋流强度对一次风喷口附近最大回流量影响不大,喷口附近最大回流量均在0.45 kg/s左右,当距喷口超过一定距离(L/H<0.35)时,旋流强度对回流量的影响开始变得明显,表现为旋流强度越大,回流区末端回流量越大,回流区末端回流量最大为0.30 kg/s,最小为0.17 kg/s。研究燃烧器喷口处燃烧状态表明,喷口处火焰旋流强度为0.10~0.28,与入口旋流强度正相关,火焰喷射速度150 m/s,为中等旋流强度的高速旋流火焰;喷口中心区可燃性组分富集,缺氧,燃料和氧气分层分布。当旋流强度提高,喷口中心区可燃性组分浓度降低,CO浓度从11%降低到10%,H2浓度从1.65%降低到1.40%,焦炭浓度从0. 14%降低到0. 11%,喷口边缘O2浓度从13%降低到10%。旋流强度S=3.2和S=3.7时可燃组分和氧气浓度分布变化较小,说明旋流强度提高对燃烧的影响减弱。考察0、100和200℃下二次风温度对燃烧的影响,结果表明,当二次风温度提高,煤粉在燃烧器内的反应时间有所降低,从0.15 s降低到0.11 s,但燃烧器内的煤粉碳转化率提高20%,达到65%。对燃烧器结构进行优化,加入中心风,对比中心风直流和旋流与不加中心风3种状态,结果表明,加入旋流中心风和直流中心风后喷口中� 展开更多
关键词 高速煤粉燃烧器 旋流强度 二次风温度 中心风
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预燃室对逆喷旋流煤粉燃烧器流场特性作用研究 认领
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作者 牛芳 《洁净煤技术》 CAS 2020年第2期73-77,共5页
煤粉高效低氮燃烧技术是煤炭高效利用领域持续关注的热点。煤粉燃烧器作为煤粉锅炉的核心设备,研究适合多煤种、宽负荷条件的煤粉燃烧器设计原理及技术至关重要。逆喷射流稳燃机理大都应用在航空发动机和燃气轮机领域,在煤粉燃烧领域应... 煤粉高效低氮燃烧技术是煤炭高效利用领域持续关注的热点。煤粉燃烧器作为煤粉锅炉的核心设备,研究适合多煤种、宽负荷条件的煤粉燃烧器设计原理及技术至关重要。逆喷射流稳燃机理大都应用在航空发动机和燃气轮机领域,在煤粉燃烧领域应用极少。前人大量研究了预燃室对旋流燃烧器流场特性的影响,但鲜见预燃室对逆喷旋流燃烧器流场影响的相关研究。为了探究预燃室对逆喷旋流煤粉燃烧器流场特性的影响规律,笔者针对一款20 t/h逆喷旋流燃烧器,基于等温模化原理建立冷态燃烧器模型,利用热线风速仪和飘带法进行了流场测试和分析,结果表明:预燃室的存在不改变逆喷旋流煤粉燃烧器回流区环形的形状,但在逆喷旋流煤粉燃烧器内形成一个有利于煤粉着火的轴向速度低和湍流强度大的回流区。在X/D<1.3区域内,由于圆锥形预燃室对气流的挤压作用,预燃室的存在对回流区的面积起到抑制作用;在1.3<X/D<2.3区域内,由于预燃室的导流作用,预燃室的存在对回流区的形成起到促进作用;在X/D>2.3区域内,预燃室对燃烧器内部流场的作用减弱,可忽略不计。在预燃室的作用下,回流区最宽处的直径从0.97D降至0.86D,最大相对回流率位置从截面X/D=1后移到截面X/D=1.6处,相对回流率从1.17减小至0.99。预燃室的存在对二次风区域内的轴向平均速度和湍流度分布规律影响较大。无预燃室工况下,在X/D<0.6区域内,速度和湍流度均出现峰值,在X/D>1.6区域内峰值消失,内外二次风完全混合;有预燃室工况下,在X/D<0.6区域速度沿着径向方向逐渐增大,湍流度沿着径向方向逐渐减小,在X/D>1.6区域,速度和湍流度沿着径向方向分布均匀。预燃室的存在有利于回流区煤粉的稳定燃烧,工程应用中起到煤粉迅速着火以及难燃煤稳定燃烧的作用。另外预燃室壁面气流速度较大,刚性强,避免预� 展开更多
关键词 预燃室 逆喷旋流燃烧器 烟气回流区 湍流度 轴向速度
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