岳 爽， 王春波， 司 桐， 李一鵬， 王子銘

(華北電力大學(xué) 能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院，河北保定 071003)

基于目前國(guó)內(nèi)煤炭供應(yīng)的現(xiàn)狀，混煤摻燒是燃煤電廠普遍存在的現(xiàn)象。在摻混過(guò)程中，良好的摻燒方案有利于優(yōu)化煤粉燃燒以及提高鍋爐的經(jīng)濟(jì)性，但不合理的配煤方式容易造成燃燒不穩(wěn)定、鍋爐效率下降等問(wèn)題。因此，迫切需要對(duì)混煤的燃燒特性進(jìn)行研究。

熱分析法是近年來(lái)廣泛使用的一種研究混煤燃燒特性的方法，在研究煤的可燃性能及氧化反應(yīng)性能方面已有廣泛應(yīng)用[1-4]。Lee等[5]利用熱天平(TGA)對(duì)混煤進(jìn)行了熱重分析，發(fā)現(xiàn)低階煤的燃燒特性受揮發(fā)分的影響較大，而高階煤主要受反應(yīng)表面形態(tài)的影響。Sarkar等[6]結(jié)合TGA與滴管爐(DTF)研究了混煤及其組分煤的燃燒特性，發(fā)現(xiàn)混煤可燃部分所占比例與燃燒指數(shù)有一定的二次相關(guān)性。周俊虎等[7]通過(guò)TGA對(duì)混煤燃燒動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明混煤燃燒表觀活化能隨高活性煤摻混比例的增大而下降。王長(zhǎng)安等[8]利用TGA對(duì)低氧狀態(tài)下混煤燃燒特性進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，在低氧狀態(tài)下煤階對(duì)燃燒反應(yīng)的影響減弱。方立軍等[9]同樣利用TGA研究了混煤的燃盡特性，并提出了混煤燃盡特性綜合判定指數(shù)，對(duì)混煤燃盡特性進(jìn)行了初步預(yù)測(cè)。肖三霞[10]通過(guò)建立燃燒模型對(duì)混煤的熱天平燃燒特性進(jìn)行研究，并預(yù)測(cè)了煤粉的燃燒速率，這對(duì)模擬鍋爐內(nèi)的燃燒過(guò)程有一定的借鑒意義。

TGA是研究混煤燃燒特性的常用工具。但采用此工具時(shí)，煤粉處于程序升溫環(huán)境中(升溫速率通常為20～30 K/min)，與實(shí)際情況中煤粉突然置于高溫爐膛內(nèi)的燃燒有本質(zhì)的不同。王春波等[11]提出了煤粉恒溫?zé)嶂胤治龇?，將該方法用于混煤燃燒特性的研究更符合?shí)際?；诖藢?shí)驗(yàn)臺(tái)，邵歡等[12]研究了恒定高溫下煤質(zhì)等對(duì)混煤燃燒的影響。王春波等[13]研究了恒溫下煤粉燃燒的熱重特性，結(jié)果表明摻燒低階煤對(duì)單煤在初始反應(yīng)階段的平均失重速率影響較大，整體平均失重速率與摻混比具有良好的線性相關(guān)性。

在煤粉的恒溫?zé)嶂貙?shí)驗(yàn)中，常采用失重百分比及燃燒速率隨時(shí)間的變化趨勢(shì)作為混煤燃燒特性的表征方法。該方法可以描述不同煤種在恒溫環(huán)境下的實(shí)時(shí)燃燒速率、失重百分比、燃盡時(shí)間等，但這些參數(shù)在準(zhǔn)確定量化描述煤粉燃燒強(qiáng)弱程度方面還有很多不足。另外，在研究煤質(zhì)變化對(duì)燃燒特性的影響時(shí)，常采用單一煤質(zhì)參數(shù)進(jìn)行評(píng)判，如灰分含量影響燃料的著火和燃盡，水分增加會(huì)影響燃料著火，揮發(fā)分含量直接影響煤粉的燃燒速率，忽略了上述煤質(zhì)因素之間的相互影響。采用單一煤質(zhì)參數(shù)不能全面反映混煤的燃燒特性。

為了定量化、更全面地描述混煤燃燒特性及其與煤質(zhì)的關(guān)系，筆者引入煤質(zhì)判定指數(shù)FZ及燃燒判定指數(shù)D1、D2、S。FZ作為反映煤質(zhì)中揮發(fā)分、水分與固定碳含量的綜合指數(shù)，可以定量反映煤粉的煤質(zhì)特性，代替常規(guī)分析中以單一煤質(zhì)因素判斷燃燒特性的方法。綜合燃燒速率、燃盡時(shí)間等因素，提出適合恒溫燃燒狀態(tài)下的煤粉燃燒判定指數(shù)——揮發(fā)分析出特性指數(shù)D1、焦炭燃燒特性指數(shù)D2和煤粉燃燒綜合判定指數(shù)S，以定量反映煤粉燃燒過(guò)程中不同階段的燃燒程度，彌補(bǔ)常規(guī)方法中以燃燒速率或燃盡時(shí)間等單一因素難以判斷燃燒情況的不足。

1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及煤種

1.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

采用的恒溫?zé)嶂貙?shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖1所示。煤粉置于剛玉舟(長(zhǎng)130 mm、寬15 mm)內(nèi)，其燃燒過(guò)程中的質(zhì)量變化通過(guò)質(zhì)量采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)記錄并保存于計(jì)算機(jī)中。

圖1 恒溫?zé)嶂貙?shí)驗(yàn)臺(tái)

實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：將管式爐升溫至指定溫度，通入體積流量為0.16 m3/h的氧氣與氮?dú)獾幕旌蠚怏w(除特殊說(shuō)明外，O2和N2的體積比皆為1∶4)，并穩(wěn)定30 min；每次稱取0.08 g左右的煤樣，均勻鋪于剛玉舟內(nèi)，然后將剛玉舟放于質(zhì)量采集系統(tǒng)的支架上，快速移動(dòng)位于滑軌上的管式爐，使鋪有煤粉的剛玉舟迅速到達(dá)管式爐的中心。質(zhì)量變化被傳感器實(shí)時(shí)記錄，實(shí)驗(yàn)的重復(fù)誤差在2%以內(nèi)[14-16]。

1.2 實(shí)驗(yàn)煤種

實(shí)驗(yàn)中所用4種單煤的工業(yè)分析及元素分析結(jié)果見(jiàn)表1。

將上述煤種的原煤置于微型制樣機(jī)中破碎，再利用80～120目(即180～120 μm)標(biāo)準(zhǔn)篩多次篩分，得到粒徑范圍為125～175 μm的4種單煤煤粉。由表1可以看出，煤種A與B皆為高揮發(fā)分煤種，煤種C與D為低揮發(fā)分煤種，將單煤A與B、A

表1 單煤的工業(yè)分析及元素分析

與C、C與D、B與D分別按照質(zhì)量比為1∶3、1∶1、3∶1進(jìn)行摻混，以配制所得12種混煤及以上4種單煤煤種作為實(shí)驗(yàn)煤種。為了便于表示混煤樣品，用符號(hào)A、B、C、D表示煤種，其后緊隨的數(shù)字為二者的比例，如按照1∶1比例配制的煤種A與煤種B的混煤記為A1B1。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 判定指數(shù)

2.1.1 煤質(zhì)判定指數(shù)

為更全面反映煤質(zhì)對(duì)燃燒特性的影響，引入煤質(zhì)判定指數(shù)FZ[17]作為煤質(zhì)特性的表征，其定義式如下：

FZ=[w(Vad)+w(Mad)]2×w(FCad)×100-2

(1)

式中：w(Vad)為空氣干燥基下的揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)；w(Mad)為空氣干燥基下的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)；w(FCad)為空氣干燥基下的固定碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

FZ可用來(lái)判斷煤粉著火的難易程度，是煤質(zhì)特性的綜合反映，可以克服只用單一煤質(zhì)成分(如揮發(fā)分)來(lái)判斷燃燒特性的缺點(diǎn)，并能定量反映摻燒煤粉的煤質(zhì)特性，便于更加全面地分析煤質(zhì)特性對(duì)燃燒特性的影響。

2.1.2 燃燒判定指數(shù)

目前，對(duì)燃燒特性的描述集中于對(duì)燃燒速率、燃盡時(shí)間等參數(shù)的分析上，其中燃燒速率定義如下：

(2)

式中：v為燃燒速率，%/s；m0為試樣的初始質(zhì)量，g；mt為實(shí)驗(yàn)過(guò)程中t時(shí)刻的試樣質(zhì)量，g；mA為試樣燃盡后的質(zhì)量，g。

雖然燃燒速率v能反映恒溫下煤粉失重的快慢情況，但其只代表燃燒特性的某一方面。而燃燒特性包括不同階段的燃燒速率v及相應(yīng)的燃燒時(shí)間、燃燒劇烈程度等特征量，燃燒特性越好說(shuō)明相同燃燒階段的燃燒速率v更大，燃燒所需時(shí)間更短，燃燒更劇烈。因此，僅通過(guò)燃燒速率v表示燃燒特性過(guò)于片面，需要尋找同時(shí)包含燃燒速率v、燃燒時(shí)間、燃燒劇烈程度的判定指數(shù)，將其作為燃燒特性的綜合反映。

為此，筆者提出了3個(gè)燃燒判定指數(shù)D1、D2和S，其定義式分別為：

D1=vmax/(tmax·Δt1/2)

(3)

D2=v1/2,2/(Δt1/2,2·Δt2)

(4)

(5)

式中：v0為煤粉燃燒開(kāi)始時(shí)刻的燃燒速率；vmax為煤粉的最大燃燒速率；tmax為最大燃燒速率對(duì)應(yīng)的時(shí)間；v1/2,2為半峰速率；Δt1/2為燃燒開(kāi)始至v1/2,2所需時(shí)間；Δt1/2,2為從vmax至v1/2,2所需時(shí)間；Δt2為從燃燒峰值至燃盡所需時(shí)間；vave為燃燒反應(yīng)過(guò)程的平均燃燒速率；Δt為從開(kāi)始燃燒至燃盡所需時(shí)間。

各項(xiàng)參數(shù)的物理意義如圖2所示。

圖2 各項(xiàng)參數(shù)的物理意義

由式(3)～式(5)可知，D1、D2、S表達(dá)式包含了不同階段的燃燒速率和燃燒時(shí)間2項(xiàng)參數(shù)，其值定量地反映了揮發(fā)分析出的劇烈程度、焦炭燃燒的劇烈程度及煤粉整體燃燒的劇烈程度，綜合表征了煤粉不同階段燃燒特性的好壞。

2.2 常規(guī)方法分析

為便于比較，首先利用常用的燃燒速率v方法，分析煤質(zhì)、溫度及氧氣體積分?jǐn)?shù)3種因素對(duì)燃燒特性的影響。1 300 ℃下4種煤的燃燒情況如圖3(a)所示；不同溫度下煤種A的燃燒情況如圖3(b)所示；不同氧氣體積分?jǐn)?shù)下煤種A的燃燒情況如圖3(c)所示。

由表1可知：?jiǎn)蚊篈、B、C、D揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸降低；煤種C的固定碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，煤種B的固定碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低。圖3(a)表明，隨揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，燃燒速率峰值vmax增大，燃盡時(shí)間縮短，燃燒速率曲線趨于平緩。由圖3(b)與圖3(c)可知，隨著溫度升高或氧氣體積分?jǐn)?shù)增大，燃燒速率峰值vmax增大，燃盡時(shí)間縮短，燃燒速率曲線趨于陡峭。

(a)不同煤種燃燒速率與時(shí)間曲線

(b)不同溫度下燃燒速率與時(shí)間曲線

(c)不同氧氣體積分?jǐn)?shù)下燃燒速率與時(shí)間曲線

由圖3也可以發(fā)現(xiàn)，雖然煤B與煤C的揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)相差較大，但燃盡時(shí)間卻差別很小，說(shuō)明僅采用單一煤質(zhì)參數(shù)研究燃燒特性可能是不全面的。同時(shí)，研究溫度或氧氣體積分?jǐn)?shù)的影響時(shí)，無(wú)法直接比較不同煤質(zhì)在溫度或氧氣體積分?jǐn)?shù)改變的條件下，其燃燒速率、燃燒時(shí)間和燃燒劇烈程度等特征量的差異，且利用燃燒速率與時(shí)間曲線無(wú)法定量表示煤質(zhì)變化對(duì)燃燒特性的影響程度。

2.3 新判定方法分析

為解決常規(guī)方法存在的問(wèn)題，表征煤質(zhì)變化對(duì)燃燒特性的影響，筆者提出繪制判定指數(shù)曲線圖的新分析方法。即以煤質(zhì)判定指數(shù)FZ為橫軸，作為煤質(zhì)參數(shù)的綜合反映，以燃燒判定指數(shù)D1、D2、S為縱軸，作為燃燒特性的定量化表征，對(duì)D1、D2、S分別采用最小二乘法進(jìn)行線性擬合得到判定指數(shù)曲線，分析D1、D2、S隨FZ的變化關(guān)系。圖4給出了溫度為1 300 ℃、氧氣體積分?jǐn)?shù)為20%的條件下，單煤A、B、C、D及A1B1、A1C1、B1D1、C1D1混煤試樣的燃燒判定指數(shù)曲線。其中實(shí)驗(yàn)所用煤種的FZ指數(shù)見(jiàn)表2。

圖4 判定指數(shù)曲線

由圖4可以看出，隨FZ的增大，D1、D2與S皆呈線性增大；曲線D2、S的斜率明顯大于曲線D1的斜率。這說(shuō)明FZ指數(shù)與燃燒判定指數(shù)D1、D2、S間存在正相關(guān)關(guān)系；提高摻燒煤種中揮發(fā)分、水分及固定碳的綜合含量，能夠明顯改善不同階段的燃燒特性，加快反應(yīng)速率，縮短揮發(fā)分析出及焦炭燃燒時(shí)間；當(dāng)煤質(zhì)特性發(fā)生變化時(shí)，其對(duì)焦炭燃燒段的影響程度高于揮發(fā)分析出段。

新判定方法采用FZ來(lái)綜合反映多項(xiàng)煤質(zhì)參數(shù)，便于全面描述摻燒煤粉的煤質(zhì)特性；利用D1、D2、S能夠綜合表征揮發(fā)分析出及焦炭燃燒的劇烈程度、燃燒速率、燃燒時(shí)間等特征參數(shù)，定量反映燃燒特性。同時(shí)，判定指數(shù)曲線斜率反映了煤質(zhì)變化對(duì)不同階段燃燒特性的影響程度。相比于常規(guī)方法，新判定方法能更加綜合且定量地表示煤質(zhì)變化對(duì)燃燒特性的影響規(guī)律。

2.3.1 煤質(zhì)的影響

煤質(zhì)對(duì)混煤燃燒特性起決定性影響。為研究煤質(zhì)變化對(duì)燃燒特性的影響，通過(guò)改變摻燒煤種的煤質(zhì)，利用恒溫?zé)嶂貙?shí)驗(yàn)得到相應(yīng)的失重曲線，再采用上文提出的煤質(zhì)判定指數(shù)FZ和燃燒判定指數(shù)D1、D2、S分別對(duì)煤質(zhì)參數(shù)及熱重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行定量化計(jì)算，將每種煤對(duì)應(yīng)的計(jì)算結(jié)果繪制于圖5中。

圖5 不同煤質(zhì)的判定指數(shù)曲線

在圖5中，D1、D2、S隨FZ增大而增大。其中,D1增大表明煤粉燃燒初始階段的反應(yīng)速率加快，揮發(fā)分釋放時(shí)間縮短，析出程度更集中；D2增大意味著燃燒中后期反應(yīng)速率增大，焦炭燃燒時(shí)間縮短，燃燒更加劇烈；S增大表明在煤粉燃燒過(guò)程中，平均燃燒速率增大，燃盡時(shí)間縮短，反應(yīng)更加劇烈，燃燒特性得到優(yōu)化。另外，曲線D2的斜率明顯高于曲線D1的斜率，說(shuō)明在燃燒的中后期，焦炭燃燒受煤質(zhì)變化的影響程度更大，改變摻燒煤種的煤質(zhì)參數(shù)，主要影響焦炭的燃燒，對(duì)揮發(fā)分析出的影響并不明顯，這可能是由于揮發(fā)分析出時(shí)釋放大量熱量，使煤焦官能團(tuán)等結(jié)構(gòu)對(duì)燃燒特性的影響相對(duì)增強(qiáng)，導(dǎo)致焦炭燃燒段受到煤質(zhì)變化的影響程度更大。另外，曲線S與曲線D2的斜率較為接近，說(shuō)明在此工況下，焦炭燃燒過(guò)程在整體煤粉燃燒過(guò)程中起到?jīng)Q定性作用，即燃燒特性主要由焦炭燃燒階段的燃燒特性決定。

由以上分析可知，采用判定指數(shù)曲線分析煤質(zhì)對(duì)燃燒特性的影響時(shí)，可以通過(guò)D1、D2、S的大小判斷不同階段燃燒特性的優(yōu)劣，曲線斜率能夠反映出煤質(zhì)變化對(duì)燃燒特性的影響程度。

2.3.2 溫度的影響

為了研究不同溫度工況下煤質(zhì)對(duì)燃燒特性的影響，筆者在900 ℃、1 100 ℃和1 300 ℃下，對(duì)煤種A、B、C、D、A1B1、A1B3、A3B1、A1C1、A1C3、A3C1、B1D1、B1D3、B3D1、C1D1、C1D3、C3D1進(jìn)行恒溫下的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，采用判定指數(shù)FZ、D1、D2、S對(duì)恒溫?zé)嶂貙?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，并繪制判定指數(shù)曲線圖，如圖6所示。

由圖6可以看出，燃燒判定指數(shù)D1、D2、S隨溫

(a) 揮發(fā)分析出特性指數(shù)D1曲線

(b) 焦炭燃燒特性指數(shù)D2曲線

(c) 燃燒綜合判定指數(shù)S曲線

度升高而增大，且1 300 ℃下的燃燒判定指數(shù)明顯高于900 ℃與1 100 ℃下。這說(shuō)明環(huán)境溫度升高，有利于揮發(fā)分充分析出，使焦炭燃燒更劇烈，燃燒特性得以優(yōu)化。在1 300 ℃工況下該現(xiàn)象更加明顯，這可能是因?yàn)楦邷叵鹿潭ㄌ寂c揮發(fā)分同時(shí)多相氧化燃燒產(chǎn)生相應(yīng)的燃燒產(chǎn)物，反應(yīng)速率明顯加快，達(dá)到相同燃燒狀態(tài)所需的時(shí)間縮短，導(dǎo)致燃燒更加劇烈。此外，1 300 ℃下D1、D2、S曲線的斜率明顯高于1 100 ℃及900 ℃工況下，說(shuō)明在1 300 ℃工況下，改變煤質(zhì)對(duì)燃燒特性的影響程度更大，此時(shí)優(yōu)化煤質(zhì)參數(shù)，能夠極大地優(yōu)化煤粉揮發(fā)分析出及焦炭燃燒特性，使其反應(yīng)速率加大，所需燃燒時(shí)間縮短，燃燒更加劇烈。另外，低FZ煤種在不同溫度下的D2值幾乎相同，但1 300 ℃下的D1值與其他溫度下的D1值存在較大差距，說(shuō)明升高溫度對(duì)焦炭燃燒速率、燃燒時(shí)間、燃燒劇烈程度的影響很小，對(duì)揮發(fā)分析出的影響較大，這可能是因?yàn)榈虵Z煤種的灰分含量較高，在高溫下灰分會(huì)出現(xiàn)熔融現(xiàn)象，礦物質(zhì)遷移在煤顆粒表面形成灰殼，阻礙反應(yīng)物在孔隙中的反應(yīng)與傳輸，導(dǎo)致燃燒反應(yīng)受阻，升高溫度對(duì)燃燒特性的影響不大。

綜上所述，在研究溫度對(duì)燃燒特性的影響時(shí)，采用新判定方法可以定量化反映不同溫度下不同煤質(zhì)所對(duì)應(yīng)的燃燒特性，從而進(jìn)一步分析不同溫度工況下改變煤質(zhì)對(duì)燃燒特性的影響程度。

2.3.3 氧氣體積分?jǐn)?shù)的影響

氧氣體積分?jǐn)?shù)是影響煤粉燃燒的重要因素之一。為了研究當(dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)發(fā)生變化時(shí)，煤質(zhì)對(duì)燃燒特性變化情況的影響程度，采用判定指數(shù)FZ、D1、D2、S對(duì)恒溫1 300 ℃及氧氣體積分?jǐn)?shù)分別為10%、15%、20%、30%條件下，煤種A、B、C、D、A1B1、A1B3、A3B1、A1C1、A1C3、A3C1、B1D1、B1D3、B3D1、C1D1、C1D3、C3D1的恒溫?zé)嶂貙?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，并繪制判定指數(shù)曲線，結(jié)果如圖7所示。

由圖7可以看出，判定指數(shù)D1、D2、S隨氧氣體積分?jǐn)?shù)增大而增大，判定指數(shù)曲線上移，這說(shuō)明增大氧氣體積分?jǐn)?shù)有利于揮發(fā)分析出與焦炭燃燒，增大燃燒速率，使燃盡時(shí)刻提前，煤粉的燃燒更加劇烈，燃燒特性得以優(yōu)化；相較于低氧氣體積分?jǐn)?shù)(20%及以下)工況，氧氣體積分?jǐn)?shù)為30%時(shí)曲線D1、D2的斜率較小，說(shuō)明在低氧氣體積分?jǐn)?shù)工況下優(yōu)化摻燒煤種的煤質(zhì)參數(shù)，對(duì)燃燒特性的影響更加明顯，能夠顯著提高揮發(fā)分的析出速率，縮短焦炭燃燒時(shí)間，增加煤粉燃燒的劇烈程度。這可能是因?yàn)楫?dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)增大至30%時(shí)，煤粉的著火溫度降低，且燃盡程度增大，燃燒初期不再因著火溫度不同而發(fā)生搶風(fēng)現(xiàn)象，燃燒所需氧量充足。在氧氣體積分?jǐn)?shù)為30%的工況下，低FZ煤種的D1、D2、S與低氧氣體積分?jǐn)?shù)工況下的差別比較明顯。這就說(shuō)明當(dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)達(dá)到30%時(shí)，低FZ煤種的燃燒特性得以明顯改善，揮發(fā)分的析出更加集中，焦炭燃燒更加劇烈，反應(yīng)速率增大,燃盡時(shí)間縮短，但隨摻燒煤種揮發(fā)分與固定碳含量的增大，這種差別逐漸減小。當(dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)為30%時(shí)，高FZ煤種的D1、D2、S與氧氣體積分?jǐn)?shù)為20%時(shí)差別不大，對(duì)于此類(lèi)煤種，提高氧氣體積分?jǐn)?shù)對(duì)其燃燒特性的影響不大。

由此可以看出，在研究氧氣體積分?jǐn)?shù)對(duì)燃燒特性的影響時(shí)，采用判定指數(shù)曲線便于比較不同混煤煤種在不同氧氣體積分?jǐn)?shù)下燃燒特性的差異，可通過(guò)D1、D2、S的大小反映燃燒特性的好壞，曲線斜率反映了煤質(zhì)變化對(duì)燃燒特性的影響程度。

(a) 揮發(fā)分析出特性指數(shù)D1曲線

(b) 焦炭燃燒特性指數(shù)D2曲線

(c) 燃燒綜合判定指數(shù)S曲線

3 結(jié) 論

(1)在新判定方法中，燃燒判定指數(shù)D1、D2、S包含燃燒速率、燃燒時(shí)間、燃燒劇烈程度這3項(xiàng)燃燒特性的特征量，能定量反映不同階段的燃燒特性；煤質(zhì)判定指數(shù)FZ能綜合表征煤質(zhì)特性；根據(jù)上述指數(shù)繪制出的判定指數(shù)曲線，可以直觀地反映煤質(zhì)變化對(duì)燃燒特性的影響程度，能彌補(bǔ)常規(guī)分析方法中的缺點(diǎn)。

(2)D1、D2、S隨溫度升高而增大，且1 300 ℃下D1、D2、S曲線的斜率明顯增大，說(shuō)明升高溫度有利于改善各階段的燃燒特性，溫度升高至1 300 ℃后，燃燒特性受煤質(zhì)的影響程度增大；對(duì)于低FZ煤種，不同溫度下的D1差別較大，D2較為接近，說(shuō)明升高溫度主要影響低FZ煤種揮發(fā)分的析出特性。

(3)增大氧氣體積分?jǐn)?shù)，D1、D2、S隨之增大，相較于低氧體積分?jǐn)?shù)工況，富氧氣氛下曲線D1、D2的斜率較小，說(shuō)明增大氧氣體積分?jǐn)?shù)有利于改善燃燒特性，達(dá)到富氧氣氛時(shí)，改變煤質(zhì)對(duì)燃燒特性的影響較??；對(duì)于低FZ煤種，氧氣體積分?jǐn)?shù)達(dá)到30%時(shí)，D1、D2、S與低氧氣體積分?jǐn)?shù)工況下的差別比較明顯。

：

[1] 王世昌, 姚強(qiáng), 胡剛剛. 我國(guó)動(dòng)力煤TGA法表觀活化能/指前因子分布規(guī)律[J].煤炭學(xué)報(bào), 2013, 38(6): 1078-1083.

WANG Shichang, YAO Qiang, HU Ganggang. Distribution of apparent activation energy and apparent pre-exponential factor of Chinese power coals from TGA method[J].JournalofChinaCoalSociety, 2013, 38(6): 1078-1083.

[2] 馬國(guó)偉, 張曉明, 劉建華, 等. 混煤燃燒過(guò)程中的交互作用與動(dòng)力學(xué)特性研究[J].電力科學(xué)與工程, 2013, 29(2): 56-62.

MA Guowei, ZHANG Xiaoming, LIU Jianhua, et al. Study on interaction and kinetic characteristics during combustion of blended coals[J].ElectricPowerScienceandEngineering, 2013, 29(2): 56-62.

[3] 平傳娟, 周俊虎, 程軍, 等. 混煤熱解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性研究[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào), 2007, 27(17): 6-10.

PING Chuanjuan, ZHOU Junhu, CHENG Jun, et al. Research on the pyrolysis kinetics of blended coals[J].ProceedingsofCSEE, 2007, 27(17): 6-10.

[4] 高正陽(yáng), 方立軍, 王濤, 等. 混煤燃燒動(dòng)力學(xué)參數(shù)的熱重試驗(yàn)研究[J].鍋爐技術(shù), 2000, 31(11): 9-12.

GAO Zhengyang, FANG Lijun, WANG Tao, et al. Thermogravity research on dynamics parameters of blended coal firing[J].BoilerTechnology, 2000, 31(11): 9-12.

[5] LEE J M, KIM D W, KIM J S. Reactivity study of combustion for coals and their chars in relation to volatile content[J].KoreanJournalofChemicalEngineering, 2009, 26(2): 506-512.

[6] SARKAR P, MUKHERJEE A, SAHU S G, et al. Evaluation of combustion characteristics in thermogravimetric analyzer and drop tube furnace for Indian coal blends[J].AppliedThermalEngineering, 2013, 60(1/2): 145-151.

[7] 周俊虎, 平傳娟, 楊衛(wèi)娟, 等. 混煤燃燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的熱重研究[J].動(dòng)力工程, 2005, 25(2): 207-210, 230.

ZHOU Junhu, PING Chuanjuan, YANG Weijuan, et al. Thermo-gravimetric research on dynamic combustion reaction parameters of blended coals[J].ChineseJournalofPowerEngineering, 2005, 25(2): 207-210, 230.

[8] 王長(zhǎng)安, 劉銀河, 車(chē)得福. 低氧濃度下煤燃燒特性的熱重實(shí)驗(yàn)研究[J].工程熱物理學(xué)報(bào), 2010, 31(10): 1785-1788.

WANG Chang'an, LIU Yinhe, CHE Defu. Experimental investigation on combustion characteristics of coals in low oxygen concentration with thermogravimetry[J].JournalofEngineeringThermophysics, 2010, 31(10): 1785-1788.

[9] 方立軍, 高正陽(yáng), 閻維平. 利用熱天平對(duì)電廠混煤燃盡特性的實(shí)驗(yàn)研究[J].華北電力技術(shù), 2001, 1(1): 7-9, 24.

FANG Lijun, GAO Zhengyang, YAN Weiping. Experiment study on burn out characteristic of blended coal in power plant by thermobalance[J].NorthChinaElectricPower, 2001, 1(1): 7-9, 24.

[10] 肖三霞. 煤的熱天平燃燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性的研究[D]. 武漢: 華中科技大學(xué), 2004.

[11] 王春波, 王金星, 雷鳴. 恒溫下煤粉與生物質(zhì)混燃特性判定方法研究[J].太陽(yáng)能學(xué)報(bào), 2014, 35(10): 1836-1841.

WANG Chunbo, WANG Jinxing, LEI Ming. Judgment method to co-combustion characteristics of pulverized coal and biomass blends at constant temperature[J].ActaEnergiaeSolarisSinica, 2014, 35(10): 1836-1841.

[12] 邵歡, 劉睿瓊, 黃星智, 等. 恒定高溫下煤粉燃燒特性及模型模擬[J].電力科學(xué)與工程, 2015, 31(9): 1-6.

SHAO Huan, LIU Ruiqiong, HUANG Xingzhi, et al. The combustion characteristics of pulverized coal at constant high temperature and model simulation[J].ElectricPowerScienceandEngineer, 2015, 31(9): 1-6.

[13] 王春波, 李超. 恒溫混煤熱重及同步NO生成特性研究[J].動(dòng)力工程學(xué)報(bào), 2014, 34(5): 355-360.

[14] 李超. 恒溫下混煤燃燒特性研究[D].北京：華北電力大學(xué),2014.

[15] 王金星,李超,劉慧敏,等. 煙煤/生物質(zhì)混燃特性實(shí)驗(yàn)研究[J].電力科學(xué)與工程，2012，28(2)：56-59.

WANG Jinxing，LI Chao，LIU Huimin，et al. Experimental study on combustion characteristics of bitumite/biomass blends[J].ElectricPowerScienceandEngineering，2012,28(2)：56-59.

[16] 馮濤. 富氧氣氛下生物質(zhì)/煤恒溫混燃特性及NO、SO2釋放規(guī)律[D].北京：華北電力大學(xué),2015.

[17] 傅維標(biāo),張恩仲. 煤焦非均相著火溫度與煤種的通用關(guān)系及判別煤焦著火特性的通用指標(biāo)[J].電站系統(tǒng)工程，1993，9(4)：35-41,66.

FU Weibiao，ZHANG Enzhong. General relationship between heterogeneous ignition temperature of char and coal and general index for distinguishing char ignition characteristics[J].PowerStationSystemEngineering，1993，9(4)：35-41,66.