电站锅炉启动点火用甲醇的燃烧性能分析
甲醇燃料的燃烧特性
甲醇燃料的燃烧特性甲醇是一种常见的有机化合物，它具有良好的可燃性和低毒性，被广泛应用于化工、医药等领域。
同时，甲醇也是一种重要的燃料，它可以被用于制备甲醇燃料电池，被广泛应用于汽车、发电和家庭热水等领域。
本文将介绍甲醇燃料的燃烧特性，以期对研究甲醇燃料和开发甲醇燃料电池有所帮助。
一、甲醇的燃烧反应甲醇主要燃烧反应式如下：CH3OH + 1.5O2 => CO2 + 2H2O其实际燃烧反应包括三个步骤：开始燃烧、过渡燃烧和稳定燃烧。
开始燃烧是指在一定温度范围内，甲醇分子与空气中氧气分子发生化学反应，由于化学反应所放出的热量大于吸收的热量，燃烧过程自行进行。
过渡燃烧是指经过一定时间的开始燃烧，甲醇的温度不断升高，分子间碰撞越来越多，燃烧加速。
稳定燃烧是指甲醇分子与氧分子完全反应生成水和二氧化碳的过程。
二、甲醇的燃烧特性1. 燃烧温度甲醇的燃烧温度为470℃，较低沸点下的状态下即可燃，其中所释放的热能可达1405kJ/mol。
甲醇燃烧温度较低，燃烧速度快，燃烧效率高。
2. 燃烧产物甲醇完全燃烧后生成的主要产物为二氧化碳和水，其中二氧化碳是大气中主要的温室气体之一，而水在大气中则是一种天然且重要的冷却因素。
3. 燃烧机理甲醇燃烧机理是一种复杂的过程，其反应过程是在甲醇分子上发生的，进而将其转化为其他物质。
分子间的反应具有诸多特点，一方面，分子之间的反应是十分活跃和复杂的，另一方面，则需要有一定的温度才能使主链链断裂。
因此，对于甲醇的反应机理，需要综合考虑上述两个特点，然后进一步了解其物理性质和化学性质，以寻找最优的燃烧条件。
4. 燃烧速度甲醇的燃烧速度因温度分布和甲醇浓度而异。
当甲醇浓度越高，且温度越高时，燃烧速度越快。
此外，氧化剂浓度的改变也会对甲醇的燃烧速度产生显著的影响，高氧气浓度可以加速甲醇的燃烧速度。
5. 反应路径甲醇的燃烧反应存在多种反应途径，但燃烧稳定中，甲醇分子的主要反应方向是形成HCO和CH3O自由基。
甲醇燃烧效率
甲醇燃烧高效的秘密
甲醇是一种常见的清洁能源，因其低污染、易获取等特点而备受
关注。
而甲醇的高效燃烧则更是其被广泛应用的重要保证。
那么，甲
醇燃烧效率高的秘密究竟是什么呢？
首先，甲醇本身的燃烧性质就决定了它燃烧效率高。
因为甲醇分
子中含有1个碳原子、4个氢原子和1个氧原子，所以在燃烧时，会发生氧化还原反应，产生二氧化碳、水和能量，其中能量释放量高达
7260千焦/千克，远高于传统燃料。
其次，高效的甲醇燃烧离不开优质燃料和高端燃烧设备的配合。
因为甲醇的纯度越高，杂质越少，燃烧时才能达到最优的状态，释放
出更多的能量。
而在燃烧设备方面，一些高端科技的应用，如预混合
燃烧技术、燃烧控制系统、低氮燃烧技术等，也能有效提高甲醇的燃
烧效率，达到清洁高效的目的。
最后，甲醇燃烧高效还需要注意一些使用技巧。
比如，在进行甲
醇发动机冷启动时，应先使用电热器或预热器，使燃料达到最佳温度，提高点火性能。
此外，定期进行发动机检修和保养，以保证各部件的
正常工作状态，也会对提高甲醇燃烧效率有很大帮助。
综上所述，甲醇燃烧效率高的秘密在于甲醇本身的燃烧性质、优
质燃料和高端燃烧设备的共同配合，以及一些使用技巧的恰当运用。
相信在政策、技术、市场的共同推动下，甲醇燃料将会逐渐在交通、
工业等领域发挥更大的作用。
甲醇燃料的燃烧效率
甲醇燃料的燃烧效率随着全球气候变化问题的日益严重，环保节能已成为人们关注的重点，能源领域也在不断推陈出新。
其中，甲醇燃料作为一种新型清洁能源，受到越来越多人的关注和研究。
甲醇燃料的燃烧效率如何，这是一个值得探究的问题。
1. 甲醇燃料的基本特性甲醇，又称甲酰醇，是一种无色透明、燃烧性好、易加工、易储运的液态燃料。
它挥发性强，易燃易爆，但混合空气浓度低，燃烧温度低，不易造成爆炸事故；化学稳定性好，不易分解或变质；化热大、反应速率快，易于燃烧制热。
2. （1）甲醇燃烧方式甲醇的燃烧方式主要有三种：液化燃料喷射式燃烧、汽油机改装燃烧和高压注入燃烧。
这三种燃烧方式各有特点，燃烧效率也不尽相同。
（2）燃烧效率影响因素甲醇燃烧效率受多种因素影响，包括甲醇浓度、氧气浓度、混合气体温度、燃料燃烧室的设计等。
当甲醇浓度低于5%时，它很难自然点燃；当氧气浓度低于14%或高于16%时，燃烧效率都会受到影响；混合气体温度过低或过高，也会导致燃烧效率下降。
（3）甲醇燃烧效率的实验研究众所周知，燃烧效率取决于燃烧反应的完全程度。
在实验室中，研究人员通过测试甲醇燃烧后气体中二氧化碳和一氧化碳的含量，来评价甲醇燃料的燃烧效率。
同时，该实验也考察了不同温度、燃烧室设计和氧气浓度等因素对燃烧效率的影响。
研究结果表明，当氧气浓度控制在16%左右，温度大约为600℃时，燃烧效率是最高的。
3. 甲醇燃料的未来发展甲醇燃料已经被列入中国新型能源汽车发展规划中，并有望成为未来替代传统燃料的主要能源之一。
同时，甲醇的生产也与生态环境紧密相关，因为它可以利用一些废弃物如厨余垃圾、粪便、餐厅废弃物等进行生产。
这不仅可以大大降低废弃物的污染和处理压力，还能为能源的可持续发展提供解决方案。
甲醇燃料虽然有着许多优点，但其燃烧效率也需要通过各种技术手段不断提高，才能更好地为人们所使用和接受。
未来，技术的发展和人们环保节能意识的提高，将会推动甲醇燃料的更快、更健康、更长久的发展。
电站锅炉启动点火用甲醇的燃烧性能分析
126科技资讯 SC I EN C E & TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N动力与电气工程循环流化床锅炉(Circulating Fluidized Bed Boiler,简称CFBB或CFB锅炉)是近年研究的热门课题之一。
循环流化床锅炉具有燃烧效率高、有害气体排放度低、负荷调节范围大等诸多优势[1]。
其中循环流化床锅炉的点火技术对于提升循环流化床锅炉的实际燃烧效率和煤种可适应性具有重要作用。
循环流化床燃烧是洁净燃煤发电技术较为现实的发展方向之一,也是解决我国以煤为主火力发电满足严格的环保要 求的有效途径之一。
中国是世界上循环流化床锅炉装机容量最多的国家,尤其近年来发展极其迅速,从1995年首台国产50MW循环流化床锅炉投运以来,在短短的十多年内,中国完成了从高压、超高压到亚临界循环流化床技术的过渡,随着白马、云南开远等一批300MW CFB锅炉的成功投运,标志着中国的大型循环流化床锅炉技术已经走在了世界的前沿。
但是循环流化床锅炉在启动运行中普遍存在着点火难、易结焦和磨损严重等问题[2]。
1 循环流化床锅炉启动点火的特点循环流化床锅炉一般采用柴油点火,分为床上点火和床下点火两种方式。
床上油枪点火装置可以投入大量燃料,也可以多点布置燃烧器,使总的点火能量能够克服散热和流化空气带走的热量,使床温迅速上升到煤着火温度。
由于这种方式,燃烧器置于床层上方,床料吸收的热量只是燃烧器火炬放出热量的一小部分,散热损失大;同时,由于实际上应用时床料是选用宽筛分(0～6mm)炉渣,煤粒度也在0～10mm 之间,实际上的完全流化风量大,这样,在床上油枪布置位置略高时,甚至不能完成点火过程。
早期人们也在床下设计了点火油枪,意在加热热风,间接加热床料。
但这种方式直接危及风室和布风板与风帽安全,实际上没有被应用。
为了提高点火器效率,同时克服床下布置油枪的缺点,近年发展了热烟气发生器点火装置,也称风道燃烧器。
甲醇燃料的经济性分析
甲醇燃料的经济性分析近年来，人们对于替代传统燃料进行深入研究，其中甲醇燃料逐渐引起人们的关注。
甲醇作为一种新型清洁能源，在全球范围内都得到了广泛的应用。
本文将从甲醇燃料的生产成本、使用效果以及应用前景三方面进行探讨，分析甲醇燃料的经济性，为相关领域的人们提供借鉴和参考。
一、甲醇燃料的生产成本分析甲醇燃料的生产成本主要包括原材料成本、工艺成本和能源成本三个方面。
其原材料成本主要是由甲醇成本和水成本组成，而甲醇成本又是由甲醇工艺和甲醇原料两个部分构成。
目前，甲醇燃料的主要生产工艺包括煤、天然气和生物质三种。
其中，以煤和天然气为原料的甲醇生产工艺是目前主流的生产方式，其生产成本相对较低。
但由于煤和天然气的环境问题，生产过程中会产生CO2，SO2等污染物，所以需要进行环保治理，增加了补偿成本，同时也影响了其使用效果。
二、甲醇燃料的使用效果分析甲醇燃料相对于传统燃料，具有干净、高效、安全等优势。
在发动机燃烧过程中，甲醇的热值可以高达18.7MJ/kg，而其燃烧产物为CO2和水，没有生产SOx和NOx等大气污染物，因此可以有效降低空气污染，提高环境质量。
另外，由于甲醇分子中含氧量高，其燃烧性能较好，点火延迟时间较短，因此可以提高发动机的燃料利用率，同时也可以减少燃烧产物的生成，从而提高热能利用率。
三、甲醇燃料的应用前景目前，甲醇燃料在多个领域都取得了不错的应用效果。
其中甲醇汽车是其中的一个重要领域。
目前国内外已经有多个厂家研发了甲醇汽车，并且有不少地方也在打造甲醇汽车的配套设施。
此外，甲醇也可以应用于加热供暖、热泵和燃气轮机等多个领域。
据预测，随着社会经济的发展和环境保护意识的提高，甲醇燃料的市场需求将更加广泛，应用前景十分广阔。
综上所述，甲醇燃料具有生产成本低、环保干净、热值高等优势，同时也在汽车和供能领域取得了不错的应用效果。
但是甲醇燃料在大规模商业化应用时，还需要克服一些技术和经济上的挑战，进一步完善其生产体系和加强技术创新，以提升其竞争力。
甲醇燃料在点火式发动机上的研究进展
4现代制造技术与装备2017第1期总第242期甲醇燃料在点火式发动机上的研究进展李权才张东辉(华北水利水电大学，郑州450045)摘要：甲醇燃料作为一种新型车用清洁替代燃料，污染小、动力性强、制取来源丰富。
开展煤基甲醇，以煤代油，比较适合我国缺油富煤这一基本国情。
本文综述甲醇汽油在国内外的发展历程及在我国所具有的独有优 势，并指出甲醇汽油在发展过程中所遇到的技术难题。
关键词：曱醇汽油冷启动特性添加剂非常规排放特性随着能源危机和大气污染的日益加剧，世界各国都在积 极寻求新型替代燃料，以缓解压力。
2014年，我国机动车排 放污染物4547. 3万吨，其中氮氧化物（N C U 627. 8万吨，颗粒物（PM) 57. 4万吨，碳氢化合物（HC) 428. 4万吨，:.一 氧化碳（C0) 3433. 7万吨[1\数据显示，机动车污染己成为 我国空气污染的重要来源，是造成雾霾、光化学烟雾污染的 主要原因。
此外，2015年我国进口原油为3.355亿吨，同比 上涨8.8%,创出历史新高，原油对外依存度首次突破60%, 远超警戒线[2]。
开发新型替代燃料，节能减排，已迫在眉睫。
甲醇是最早被提出并被应用于市场的替代燃料。
欧美 日等国早在20世纪中后期对甲醇汽油进行了大量研宄，并 开发多款甲醇汽油发动机。
尤其是灵活燃料发动机（FFV)，能够掺烧任意混合比例的甲醇汽油。
但是，随着天然气制 甲醇成本升高，各国逐渐转向成本低廉的可再生生物质燃料一一乙醇。
甲醇汽油的研宄随之进入停滞状态。
由于我国“缺油、富煤、贫气”的资源分布，开发煤 基甲醇非常适合我国的基本国情，能够大力缓解能源危机 和大气污染所带来的压力。
2006年，由国家发改委牵头、多部门联合共同完成的《中国替代能源研宄报告》指出，“根 据我国能源结构特点和醇醚替代燃料研宄示范成果，将煤 基甲醇和二甲醚作为今后20〜30年过渡性车用替代燃料，是基本可行的，对我国实施能源多元化和能源替代战略具 有积极意义。
甲醇发动机燃烧特性研究
1 /2
（ 2）
pmi
=
1 m
m
∑p
j =1
mi
（
j）
（ 3）
式中： m 为循环数； pmi（ j） 为 j 循环的平均指示压力。
文中对甲醇发动机和汽油机的燃烧参数进行了
对比分析，以循环油量作为对比基准，因为甲醇燃料
和汽油燃料的热值不同，对比时把 M85 甲醇燃料换
算成汽油当量，换算方法如式（ 4） 所示。
Q' M85
= QM85
× HM85 H汽油
（ 4）
式中，Q
' M85
和
QM85 分别为
M85
的汽油当量循环油量
和 M85 的循环油量； HM85 和 H汽油 分别为 M85 和汽油
变动来判断燃烧稳定性，以变动系数 δimep 来评价发 动机的循环变动水平，循环变动系数公式如下：
δimep
=
δpmi pmi
（ 1）
式中，δpmi为平均指示压力的标准偏差； pmi 为平均指
示压力的平均值； δpmi和pmi 的计算公式为：
( ) δpmi =
1 m
m
∑(
j =1
pmi （
j）
－ pmi ) 2
11
表 1 试验用发动机参数
发动机型式 自然吸气、直列
缸径 × 行程 / mm × mm 87． 5 × 83． 1
排量 /L 2
燃料喷射方式
压缩比
汽油
M85 *
进气道喷射
10
12
* 注： 表示体积分数为 15% 的汽油和 85% 的甲醇混合而成的燃料。
1． 2 关键参数说明
甲醇燃料的燃烧参数测试技术
甲醇燃料的燃烧参数测试技术甲醇燃料是一种在当前世界能源危机背景下备受瞩目的绿色、清洁、高效替代燃料。
其低碳、低排放、高能量利用率等优点已经得到了越来越多的关注和推广。
而在甲醇燃料的安全和可靠性方面，燃烧参数测试技术则成为了必要的保障手段。
一、甲醇燃料的燃烧原理甲醇是一种含氧化合物，其分子式为CH3OH。
其燃烧反应可以用下式表示：CH3OH + 1.5O2 → CO2 + 2H2O从上式中可以看出，甲醇的燃烧产物是CO2和水。
这种燃烧反应不仅产生的废气排放量低，而且其燃烧时释放的热量比汽油和柴油高得多，所以同样的燃料使用量可以产生更多的能量，同时也促进了动力输出。
二、甲醇燃料的燃烧参数为了保障甲醇燃料在使用过程中的安全和可靠性，必须对其燃烧参数进行测试。
甲醇燃烧的主要参数有以下几个方面：1. 燃烧温度燃烧温度是指甲醇燃料在燃烧过程中产生的温度。
燃烧温度的高低可以影响燃烧效率和排放物的生成量。
高燃烧温度一方面可以提高燃烧效率，产生更多的能量；另一方面，高温度也容易导致氮氧化物的生成，出现环境污染问题。
因此，燃烧温度需要控制在一定范围内。
2. 混合比混合比指的是甲醇燃料与氧气（或空气）的配比。
混合比的调整可以影响甲醇燃料的燃烧效率和排放物的生成量。
过少的氧气配比会降低燃烧效率，生成较多的一氧化碳和未燃烧甲醇等有害物质；过多的氧气配比则会导致燃烧效率降低，同时也会增加氮氧化物的生成。
3. 燃烧速率燃烧速率是指甲醇燃料在燃烧过程中产生的能量释放速率。
燃烧速率的快慢决定了甲醇燃料的动力输出以及排放物的生成量。
如果燃烧速率过快，容易产生爆炸等安全问题；如果燃烧速率过慢则会影响动力输出和燃烧效率。
4. 发动机性能甲醇燃料的使用要求使用燃料系统和动力系统全面匹配。
因此，除了燃烧参数的测试外，还需要对发动机的性能进行测试，以便匹配更适合的燃料系统和动力系统。
三、甲醇燃料的燃烧参数测试技术甲醇燃料的燃烧参数测试需要使用专门的测试设备和技术。
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电站锅炉启动点火用甲醇的燃烧性能分析
摘要:锅炉点火是启动过程中一项非常重要的操作。
由于电站锅炉的自身设计特点,普遍存在启动时间长,启动过程中易结焦,启动燃油量大的缺点,而近年的燃油价格一直攀升,使得点火过程的成本居高不下。
根据我国能源的缺油多煤的现状,随着煤制甲醇工艺的成熟,甲醇被列为最有潜力的柴油替代燃料。
本文尝试利用甲醇来代替柴油,作为启动燃料,以降低启动成本。
本文通过fluent软件对循环流化床锅炉的甲醇点火性能进行分析和探讨,指出循环流化床锅炉甲醇点火的可行性和特点所在。
关键词:电站锅炉点火甲醇
循环流化床锅炉(Circulating Fluidized Bed Boiler,简称CFBB或CFB锅炉)是近年研究的热门课题之一。
循环流化床锅炉具有燃烧效率高、有害气体排放度低、负荷调节范围大等诸多优势[1]。
其中循环流化床锅炉的点火技术对于提升循环流化床锅炉的实际燃烧效率和煤种可适应性具有重要作用。
循环流化床燃烧是洁净燃煤发电技术较为现实的发展方向之一,也是解决我国以煤为主火力发电满足严格的环保要求的有效途径之一。
中国是世界上循环流化床锅炉装机容量最多的国家,尤其近年来发展极其迅速,从1995年首台国产50MW 循环流化床锅炉投运以来,在短短的十多年内,中国完成了从高压、超高压到亚临界循环流化床技术的过渡,随着白马、云南开远等一批300MW CFB锅炉的成功投运,标志着中国的大型循环流化床锅炉技
术已经走在了世界的前沿。
但是循环流化床锅炉在启动运行中普遍存在着点火难、易结焦和磨损严重等问题[2]。
1 循环流化床锅炉启动点火的特点
循环流化床锅炉一般采用柴油点火,分为床上点火和床下点火两种方式。
床上油枪点火装置可以投入大量燃料,也可以多点布置燃烧器,使总的点火能量能够克服散热和流化空气带走的热量,使床温迅速上升到煤着火温度。
由于这种方式,燃烧器置于床层上方,床料吸收的热量只是燃烧器火炬放出热量的一小部分,散热损失大;同时,由于实际上应用时床料是选用宽筛分(0～6mm)炉渣,煤粒度也在0～10mm 之间,实际上的完全流化风量大,这样,在床上油枪布置位置略高时,甚至不能完成点火过程。
早期人们也在床下设计了点火油枪,意在加热热风,间接加热床料。
但这种方式直接危及风室和布风板与风帽安全,实际上没有被应用。
为了提高点火器效率,同时克服床下布置油枪的缺点,近年发展了热烟气发生器点火装置,也称风道燃烧器。
流化风经燃烧器时与燃料混合并燃烧,形成900℃的热风,经过绝热风道、风室进入床内,流化物料并加热之。
由于气固两相间的传热强烈,点火燃烧器的热量可以有效转移给床料,燃料利用率高。
2 甲醇启动点火的热力学模拟和分析
2.1 甲醇燃料的特性
甲醇(CH3OH)是一种轻质、无色、略有臭味及低污染的可燃液体。
甲醇可以从煤、天然气、生物质等原中提取,原料来源广泛,且可以再生。
甲醇是含氧化合物,着火极限高于汽油和柴油的着火极限,低热值较小,但理论混合气的热值与汽油和柴油的相当甲醇的大规模工业化生产是从20世纪20年代高压法合成甲醇的工业实现开始的,随后为了降低高压法合成甲醇的工业投资,降低生产成本,英国ICI公司和德国Lurgi公司分别成功研制出中低压甲醇合成催化剂,降低了反应压力,促进了甲醇生产的高速发展。
[3]
2.2 数值分析的物理模型
文中针对某电厂440t循环流化床锅炉,在z正方向上从-7360～28610mm,并且z=0面为炉膛上部和下部缩口的分界面,底部x方向上长3200mm,上部在x方向从-3353～3353mm,下部在x方向从-1981mm 到1981mm,y方向上从-7620～7620mm。
建模过程中由于条件限制,很难将炉内细微结构表达出来,所以进行了简化,如燃烧器在此简化成喷嘴。
对于整个计算区域统一划分为一个区域即炉膛区域,选择0.1的网格,大概一共划分网格5万个,如图1所示。
2.3 数学模型及边界条件设置
本文模拟甲醇点火,选择机械雾化喷嘴轴向调风点火稳燃方式,其燃烧风、混合风及主一次风全部取自一次热风管道,沿轴向引入点火预燃室。
启用能量方程,燃烧气相选择湍流模型k-epsilon,对于组分运
输选择Eddy-Dissipation涡耗散模型,辐射模型选用P-1模型。
忽略反应速率的化学动力学影响,选用其中一个燃烧器进行模拟,忽略炉内其他因素的影响。
边界条件设置如下:空气和甲醇进口为velocity-inlet,出口为pressure-outlet,并设置出口压力略大于大气压。
2.4 数值模拟及结果分析
图2为甲醇燃烧后炉膛内的温度分布情况,从图2中可以看出,温度分布较为均匀,起到了很好的加热作用,为后期煤粉燃烧创造条件。
为了考查甲醇的燃尽情况,在实验中特意记录了甲醇的浓度分布情况,如图3所示。
从图中看出,随着和氧气的接触和反应,甲醇浓度越来越少,说明甲醇在设定的边界条件情况下燃烧较好,燃烧较为充分,利用率较高。
3 经济性分析
随着世界石油能源的不断消耗,原油价格也在不断的上涨,国内10年柴油价格的走势,如图4所示。
从图4可以明显看出,最近10年柴油价格的价格不断的上涨,涨幅
相当大。
从目前世界能源的消耗水平来看,随着能源的不断消耗,柴油未来的价格还会不断的攀升,那么这就让我们工业的发展不得不寻求新的能源材料,来替代它,随着社会的发展我们发现有越来越多的新能源将被开发和研究出来。
接下来我们一起来看看最近几年甲醇的价格走势如何,如图5所示。
我们可以从图5中很清楚的看到,最近6年甲醇的价格走势有张又跌,价格相对平稳,目前价格在2000～3000/t,从最近6年的价格变化可以看出来甲醇的价格保持平稳6年的变化下来价格涨幅很少。
现在我们对柴油近几年的价格变化和甲醇近几年的价格变化进行对比,可以很清楚的知道,柴油价格不断的攀升而且目前价格高于6000元/t,然而甲醇只有2000多元每吨,那么柴油的价格是甲醇的接近3倍,充分体现出甲醇的经济性。
4 结论
在模拟过程中,在满足炉膛达到工业运行温度的情况下,通过炉膛温度分布分析,甲醇可以代替柴油作为循环流化床锅炉的点火剂。
通过柴油和甲醇最近几年的价格走势和目前的价格情况,发现柴油的价格不断高涨,甲醇价格平稳,柴油价格是甲醇价格的近3倍,充分体现了甲醇作为点火剂的价格优势,从而体现循环流化床甲醇点火燃烧的经
济性。
参考文献
[1]李强.循环流化床锅炉的应用[J].冶金能源,2008(4).
[2]韩子玉.浅谈130T/H循环流化床锅炉的点火启动[J].科技信息,2011(9).
[3]刘宏建,盛于蓝.Lurgi和ICI低压甲醇合成工艺比较[J].煤化工,2001(4).。