入炉煤质与锅炉运行

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1、入炉煤质与锅炉运行入炉煤质与锅炉运行燃煤的质量监督是火电厂燃煤科学管理的基础工作，也是确保锅炉安全经济运行必不 可少的作业之一。燃煤质量监督是指火电厂燃煤运到厂后，入炉前和制粉等过程中通过采 样、制样和化验对其煤质进行监督和控制，为避免掩盖锅炉机组中设备运行的缺陷和能真 正反映锅炉机组运行中的各种考核经济指标提供了真实可靠的依据。 火电厂燃煤特性指标主要包括下列指标： 1.工业分析，包括水分、灰分、挥发分和固定碳 2.发热量，包括弹筒，高位和低位发热量 3.元素分析，包括碳、氢、氧、氮元素 4.煤中硫，包括煤中全碱及硫酸盐硫、硫铁矿硫和有机硫含量 5.煤灰熔融性特征温度，包括弱还原和氧化气氛下

2、的初始变形温度，软化温度，半球温 度和流动温度 6.煤的可磨性指数包括哈氏可磨性指数 还有其它一些，如有害成份，煤灰成分，碳酸盐二氧化碳含量，矿物质含量，在此为 简化，统计方便，未做分析。 根据公司实际情况（如入场煤分析及入炉煤种分析数据） ，将所有指标分为三个方面进行 分析： (一)对单一煤种而言，目前我公司锅炉设备有影响或不能适应我公司锅炉及制粉系统的 煤种； (二)根据我公司锅炉设备及煤场情况，可通过加仓掺配，基本满足运行的的相关指标； (三)根据煤质的工业分析，量化对锅炉经济性有影响，以此评价煤种；此三者实际上并能完全分开，但为统计及分析，暂将其分开。 对于第一方面：对于第一方面：一二

3、期锅炉按规程进行相应折算高低Mt(全水)%7.615 Mad(内水)%2 Mf 外水 %12 Aar(灰分)%28.9630 Vad(挥发分)%18.22518.2 St，ar(硫分)%0.881 Qnet,ar(低位发热量)522955004800T3一期1450/二期1400燃料比2.21.5 哈氏可磨系数 HGI59 50三期锅炉按规程进行相应折算高低Mt(全水)%14.516.5 Mad(内水)%7 Mf 外水 %12 Aar(灰分)%10.2623.58 Vad(挥发分)%28.23022 St，ar(硫分)%0.50.8 Qnet,ar(低位发热量)575058004453.86T

4、3三期1196 燃料比2.21.5 哈氏可磨系数 HGI55 50 对于上述指标，若锅炉使用单一煤种，必须满足要求。 对于第二方面：对于第二方面： 在机组正常运行时，不可能只使用单一煤种，并且我公司实际情况也是通过加仓掺配， 此时的煤种适应性更广些，但煤质指标偏差越大，掺配比例越低，同时因我公司锅炉及制 粉设备及煤场设施的具体情况，有些指标在任何情况下还是必须要求保证的。 1. 可磨性系数对于三期中速磨煤机，必须满足要求，否则三期磨煤机无法运行； 2. Qnet,ar(低位发热量)的高限值必须保证，否则就是通过加仓掺配，对经济性的影响 也是较大。 3. 燃料比对于单一煤种应能符合要求。 少量煤

5、种，可通过加仓掺配，基本满足运行的。 1. 任一煤种全水与内水差（外水） ，应小于 12%，最高15%。否则会对输煤系统及锅炉 给煤机上煤造成较大困难； 2. 煤种挥发份低限月均值及任一时段内场地存煤均值低限范围以上，否则对锅炉安全 性有极大影响。X1V1X2V2X3V3X4V4XnVnVad min一二期 Vad min18.2% 三期 Vad min22% 3. 一二期挥发份高限月均值及任一时段内场地存煤均值必须保证，否则对制粉系统安 全及一次风管及火嘴安全性有极大影响；X1V1X2V2X3V3X4V4XnVnVad max一二期 Vad max25% 4. 硫份指标月均值及任一时段内场地

6、存煤均值需在高限范围内；X1 Star1X2 Star 2X3 Star 3X4 Star 4Xn Star nStar m一二期 Star m1% 三期 Star m0.8% 5. Qnet,ar(低位发热量)的低限月均值及任一时段内场地存煤均值低限范围以上。 X1Qnet,ar1X2Qnet,ar2X3Qnet,ar3X4Qnet,ar4XnQnet,arnQnet,ar min 一二期 Qnet,ar min4800Kcal/kg 三期 Qnet,ar min4453Kcal/kg 6. 灰熔点：灰的融熔特性对锅炉运行影响很大。固态排渣煤炉在燃烧灰熔点比较低的 煤时，将会产生结渣。为了保

7、证炉膛出口对流受热面不至结渣，需要控制炉膛出口 烟气温度低于灰分变形温度DT以下50100。一般当ST1350时，炉膛结渣可能性较少。灰分组成中含有SiO2和AL2O3越多，灰熔点愈高。含有Na2O,CaO,Fe2O3,越多则灰熔点愈低。 此配比较复杂，以目前实际经验表明，要求： 一二期场地任何时间内，T31400的煤种总存量的 40%三期场地任何时间内， T31400的煤种总存量的 20% 对于第三方面：对于第三方面： 根据煤质指标中工业分析，煤中指标分：灰份，水份，挥发份，固定碳四个指标。 （下 列计算只是煤种中参数在一定范围内变化，当煤质变化较大时，只属于另一煤种，各种特 性将完全变化，

8、并不完全适用） 一、灰份对锅炉运行时经济性的影响（按我公司设计煤种） 假定燃煤中除灰份含量变化外，其它成份含量保持不变； 一二期燃煤的低位发热量由原来的 20916 KJ/kg 下降到 20416KJ/kg，下降了 500KJ/kg，将其燃煤的低位发热量为 20916 KJ/kg 分成 100 等份，那么每 1 份（即： 1 个百分点）的低位发热量为 209.16 KJ/kg。 三期燃煤的低位发热量由原来的 23000 KJ/kg 下降到 22770KJ/kg，下降了 500KJ/kg，将其燃煤的低位发热量为 22770 KJ/kg 分成 100 等份，那么每 1 份（即： 1 个百分点）的低

9、位发热量为 222.7 KJ/kg。 燃煤低位发热量下降 500KJ/kg。相当于一二期燃煤中的灰份增加了 2.39 个百分 点 燃煤低位发热量下降 500KJ/kg。相当于三期燃煤中的灰份增加了 2.174 个百分点 一二期低位发热量变化后燃煤的灰份为 28.96+2.39=31.35（） 三期低位发热量变化后燃煤的灰份为 10.26+2.174=12.434（）低位发热量 Qnet,ar=KJ/kg2091623000 收到基灰份 Aar=% 28.9610.26 收到基水份 Mar=%7.614.5 收到基碳成份 Car=%52.463.01 收到基氢成份 Har=%3.024.33 收

10、到基氧成份 Oar=%4.366.15 收到基氮成份 Nar=% 0.981.25 收到基硫成份 Sar=%0.880.5 飞灰含碳量 Cfh=%21.5 炉渣含碳量 Clz=%44 灰渣中含碳量与煤中灰量比率的计算2.25340141.787225%& 实际燃烧碳的百分率的计算51.74741562.826631%理论干空气量的计算5.3480826.5672325Nm3/kg (Vgk)理论干烟气量的计算5.21676666.377379Nm3/kg(Vgy)实际干烟气量的计算7.89080769.6609953Nm3/kgVgy燃烧生成水蒸汽的计算0.54703030.8051746Nm

11、3/kgVH2O排烟热损失的计算1159.81771440.2507kJ/kgQ2排烟热损失百分率的计算5.54512196.2619597%& q2固体未完全燃烧热损失的计算1.05229180.2688911 q4排烟损失值 q2 的变化量煤中灰份每变化（一二期 2.253%，三期 1.787%）排烟损失 q2 的变化量0.13580330.0632521 q2固体未完全损失 q4 的变化量0.11474120.0982197 q4燃煤中灰份变化对锅炉效率的影响值-0.250545-0.161472 燃煤中灰份变化 1%对锅炉效率的影响值-0.111185-0.090348则当煤中灰份每增

12、加则当煤中灰份每增加 1%1%，对于一二期炉效将下降，对于一二期炉效将下降 0.1112%0.1112%，三期炉效将下降，三期炉效将下降 0.0903%0.0903% 二、水份对锅炉运行时的经济性影响（按我公司设计煤种）假定由于燃煤中水份含量发生变化，一二期燃煤的低位发热量由原来的 20916KJ/kg 下 降到 20416KJ/kg，下降了 500KJ/kg。三期燃煤的低位发热量由原来的 23000 KJ/kg 下降到 22770KJ/kg， 燃煤中水份的变化对固体不完全损失 q4 基本上是没有影响的(即q4=0)，因此仅对排 烟损失 q2 产生影响。燃煤中水份的增加对低位发热量的影响有两个

13、方面：一是水份增加使 煤中的可燃质成份减少，导致低位发热量降低；另一个是水份增加使其在煤中吸收的汽化 潜热量增加，将一二期燃煤的低位发热量为 20916 KJ/kg 分成 100 等份，那么每 1 份（即： 1 个百分点）的低位发热量为 209.16 KJ/kg，三期燃煤的低位发热量为 22770 KJ/kg 分成 100 等份，那么每 1 份（即：1 个百分点）的低位发热量为 222.7 KJ/kg。将其煤中水份的 汽化潜热量为 2510 KJ/kg 分成 100 等份，那么每 1 份（即：1 个百分点）的汽化潜热量为 25.1 KJ/kg。燃煤中水份变化对锅炉效率影响的计算燃煤中水份变化2

14、.34262.528Mar 低位发热量变化后燃煤的水份9.942617.028水蒸汽体积的计算0.46457940.6746143Nm3/kg4 VH2O排烟热损失的计算1147.49211435.0841Q2排烟热损失 q2 的计算5.62055316.3025213锅炉效率的变化量-0.075431-0.040562水份变化 1%锅炉效率的变化量-0.0322-0.016045则当煤中水份每增加则当煤中水份每增加 1%1%，对于一二期炉效将下降，对于一二期炉效将下降 0.0322%0.0322%，三期炉效将下降，三期炉效将下降 0.016%0.016% 三、挥发份，固定碳的变化对锅炉运行时

15、的经济性影响（按我公司设计煤种） 挥发份，固定碳实际上是煤种发热量的组成，这二者的变化必将影响煤种的发热量的 变化，挥发分燃烧产生的热量多少，除取决于原煤挥发分的数量外，主要还挥发分的热值， 这与煤中挥发份的具体成份有关，在此不做具体分析。 挥发分及固定碳在煤中含量的多少对燃烧的经济性也有较大的影响。若其它成份不变化 的情况下，煤的挥发份的提高，锅炉的飞灰可燃物和机械不完全燃烧热损失将减少，煤的 固定碳含量提高，锅炉的飞灰可燃物和机械不完全燃烧热损失将增加。试验表明，随着煤 的挥发份的提高，锅炉的飞灰可燃物和机械不完全燃烧热损失减少，因此，煤的这个指标 对燃烧所需的空间、空气过剩系数、热风温度

16、和煤粉细度，以及送粉方式、风粉条件等， 都有很大的影响。有经验表明，当锅炉燃煤的挥发份第降低1%，锅炉的飞灰含碳量上升约 为0.113%，炉渣的含碳量会升高0.226%。燃煤中挥发份变化对锅炉效率影响的计算低位发热量 Qnet,ar=KJ/kg2091623000 收到基灰份 Aar=% 28.9610.26 收到基水份 Mar=%7.614.5 收到基碳成份 Car=%52.463.01 收到基氢成份 Har=%3.024.33 收到基氧成份 Oar=%4.366.15 收到基氮成份 Nar=% 0.981.25 收到基硫成份 Sar=%0.880.5 飞灰含碳量 Cfh=%21.5 炉渣含碳量 Clz=%44 变化后飞灰含碳量 Cfh=%2.1131.613%& 变化后炉渣含碳量 Clz=%4.2264.226%& 灰渣中含碳量与煤