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Vol.28 No.8 张俊燕等：高炉喷吹贫瘦煤最低着火温度 .787. 图4和图5所示 个系统点火就能成功.当粉尘质量浓度小，单位 由图4可以看出：常村贫瘦煤最低着火温度 体积煤尘颗粒少的情况下，反应放的热就很难使 随喷粉压力的增大略有升高，粒度较大的煤粉着 火焰自行传播下去，因此就需要提供更大的初始 火温度仍然比粒度较小的煤粉高，在压力从0.2 能量，当质量浓度增大到某一值后，颗粒的辐射 变化到0.6MPa时，100~200目的常村贫瘦煤最 影响较小或几乎不影响，即辐射的影响达到饱和， 低着火温度为360~430℃，200目筛下的常村贫 所以质量浓度再增大，最低着火温度变化也不会 瘦煤最低着火温度为300~340℃， 很大 480r (2)粉尘粒度对最低着火温度的影响.粉尘 450 。100-200目 粒度是粉尘爆炸中一个很重要的参数时]，粉尘的 +200目以下 420 表面积比同质量的整块固体的表面积可大好几个 数量级.表面积的增加，意味着材料与空气的接 360 触面积增大，这就加速了固体与氧的反应，增加了 330 粉尘的化学活性，使粉尘点火后燃烧更快，根据 300 可燃性粉尘的燃烧机理[，由于其反应是在粒子 270 0.200250.300.350.400.450.500.550.60 的表面进行的，所以当粒子的比表面积增大时（即 喷粉压力MPa 粉尘粒径减小)，反应热的生成速度超过热损失速 图4喷吹压力对常村贫瘦煤最低着火温度的影响 度而聚集起来，粉尘容易着火，因而最低着火温度 Fig.4 Effect of spray-air pressure on TIM of Changcun mea- 也就下降 ger-lean coal (3)喷吹压力对最低着火温度的影响.喷吹 由图5可以看出：漳村贫瘦煤最低着火温度 压力影响煤尘云最低着火温度的原因为叮：第 随喷粉压力的增大而升高，当压力从0.2变化到 一，喷粉压力增大，会带进更多的氧气；第二，喷粉 0.6MPa时，100~200目的漳村贫瘦煤最低着火 压力增大，会加速粒子的沉降速度，还会带进更多 温度为340~380℃，200目筛下的漳村贫瘦煤最 的冷空气，由于高格炉的炉管长度固定，压缩空 低着火温度为300~320℃. 气将煤尘喷入炉管时，如果喷粉压力增大而加速 420r 了粒子的沉降速度，那么反应时间就相应缩短了， 400 。100-200目 煤粉不易发生反应.这时要使煤粉燃烧，就必须 +200目以下 ￡380 提供较高的炉壁温度.两方面的因素是共同作用 型 的，对实验中的两种煤尘来讲，最低着火温度受第 340 二条因素影响显著，最低着火温度随喷粉压力增 320 大而升高， 300 3.2实验结果的多元线性回归分析 2800.200.250300.350.400.450.500.550.60 多元线性回归的数学模型可写成矩阵的形 喷粉压力MPa 式： 图5喷吹压力对漳村贫瘦煤最低着火温度的影响 y=XB+8. Fig.5 Effect of spray-air pressure on TIM of Zhangcum mea 其中阝为系数矩阵，ε为常数矩阵，采用最小二乘 ger-lean coal 法，设b0b1,…,bk分别是参数3，月，…，月的 最小二乘估计，则回归方程为： 3 实验结果分析 =b0十b1x1十…+bkxk 3.1原理分析 由于 (1)煤粉质量浓度对最低着火温度的影响. L=XTX,L=XTy, 煤尘质量浓度影响煤尘云最低着火温度的原因 有： 为：靠近热表面的煤尘云粒子，首先通过热传 X11一X1x12一X2 导和热辐射，从外界获得热量，使表面温度急剧升 X1kxk 高，化学反应加剧，放出更多的热量，并且把热量 X21-x1X22一X2 X2一Xk 辐射给其他的颗粒，使更多的粒子发生化学反应， 如果最初的粒子点火后能使火焰自行传播，则整 X1X1X2一X2图4和图5所示． 由图4可以看出：常村贫瘦煤最低着火温度 随喷粉压力的增大略有升高．粒度较大的煤粉着 火温度仍然比粒度较小的煤粉高．在压力从0∙2 变化到0∙6MPa 时100～200目的常村贫瘦煤最 低着火温度为360～430℃200目筛下的常村贫 瘦煤最低着火温度为300～340℃． 图4 喷吹压力对常村贫瘦煤最低着火温度的影响 Fig．4 Effect of spray-air pressure on TIM of Changcun meager-lean coal 由图5可以看出：漳村贫瘦煤最低着火温度 随喷粉压力的增大而升高．当压力从0∙2变化到 0∙6MPa 时100～200目的漳村贫瘦煤最低着火 温度为340～380℃200目筛下的漳村贫瘦煤最 低着火温度为300～320℃． 图5 喷吹压力对漳村贫瘦煤最低着火温度的影响 Fig．5 Effect of spray-air pressure on TIM of Zhangcum meager-lean coal 3 实验结果分析 3∙1 原理分析 （1） 煤粉质量浓度对最低着火温度的影响． 煤尘质量浓度影响煤尘云最低着火温度的原因 为［4］：靠近热表面的煤尘云粒子首先通过热传 导和热辐射从外界获得热量使表面温度急剧升 高化学反应加剧放出更多的热量并且把热量 辐射给其他的颗粒使更多的粒子发生化学反应． 如果最初的粒子点火后能使火焰自行传播则整 个系统点火就能成功．当粉尘质量浓度小单位 体积煤尘颗粒少的情况下反应放的热就很难使 火焰自行传播下去因此就需要提供更大的初始 能量．当质量浓度增大到某一值后颗粒的辐射 影响较小或几乎不影响即辐射的影响达到饱和 所以质量浓度再增大最低着火温度变化也不会 很大． （2） 粉尘粒度对最低着火温度的影响．粉尘 粒度是粉尘爆炸中一个很重要的参数［5］．粉尘的 表面积比同质量的整块固体的表面积可大好几个 数量级．表面积的增加意味着材料与空气的接 触面积增大这就加速了固体与氧的反应增加了 粉尘的化学活性使粉尘点火后燃烧更快．根据 可燃性粉尘的燃烧机理［6］由于其反应是在粒子 的表面进行的所以当粒子的比表面积增大时（即 粉尘粒径减小）反应热的生成速度超过热损失速 度而聚集起来粉尘容易着火因而最低着火温度 也就下降． （3） 喷吹压力对最低着火温度的影响．喷吹 压力影响煤尘云最低着火温度的原因为［7］：第 一喷粉压力增大会带进更多的氧气；第二喷粉 压力增大会加速粒子的沉降速度还会带进更多 的冷空气．由于高－格炉的炉管长度固定压缩空 气将煤尘喷入炉管时如果喷粉压力增大而加速 了粒子的沉降速度那么反应时间就相应缩短了 煤粉不易发生反应．这时要使煤粉燃烧就必须 提供较高的炉壁温度．两方面的因素是共同作用 的对实验中的两种煤尘来讲最低着火温度受第 二条因素影响显著最低着火温度随喷粉压力增 大而升高． 3∙2 实验结果的多元线性回归分析 多元线性回归的数学模型可写成矩阵的形 式： y＝Xβ＋ε． 其中 β为系数矩阵ε为常数矩阵采用最小二乘 法设 b0b1…bk 分别是参数β0β1…βk 的 最小二乘估计则回归方程为： ＾y＝b0＋b1x1＋…＋bkxk． 由于 L＝X T XLy＝X T y 有： X＝ x11－ x1 x12－ x2 … x1k－ xk x21－ x1 x22－ x2 … x2k－ xk x n1－ x1 x n2－ x2 … x nk－ xk Vol．28No．8 张俊燕等： 高炉喷吹贫瘦煤最低着火温度 ·787·