《沙角A电厂300MW机组配煤燃烧的试验研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《沙角A电厂300MW机组配煤燃烧的试验研究（78页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、华中科技大学硕士学位论文沙角A电厂300MW机组配煤燃烧的试验研究姓名：黄永怀申请学位级别：硕士专业：动力工程指导教师：陈刚20061031华中科技大学硕士学位论文摘要混煤燃烧是一个复杂的物理和化学过程，在其煤粉燃烧过程中，各煤种的煤粉之间相互影响，相互制约，使混煤表现出不同于单煤的燃烧特性影响混煤燃烧的因素很多，其中配比是混煤燃烧特性的重要影响因素。通过不同煤质煤种按照一定比例配比，使得混煤煤质接近设计煤种特性是配煤掺烧的主要目的。本文在大量的调研、文献阅读分析及运行实践的基础上，认为混煤技术最重要的是混煤比例。在分析了煤常规特性对锅炉燃烧的影响的基础上，为了适应掺烧需要，对# 5炉( 3
2、0 0 M W 机组) 进行了冷态试验和制粉系统性能优化调整试验，有利于锅炉的运行方式进行必要的调整由于沙角A 电厂来煤中神华煤比重逐年增加，对神华煤开展配煤研究显得特别重要。论文通过对沙角A 电厂3 0 0 M W 锅炉上进行的配煤研究，开展了神华煤与同优煤( 5 ：5 ) ，神华煤与优混煤( 5 ：5 ) 的掺烧试验( 5 种工况下) 。试验结果验证：沙角A 电厂# 5 锅炉进行的神华煤与同优煤，神华煤与优混煤的掺烧是完全可行。掺烧后，煤粉着火与燃烧状况都很好，机组运行稳定，锅炉主蒸汽与再热蒸汽参数正常，飞灰和炉渣可燃物很低，热效率都很高。关键词：燃煤锅炉煤质配煤燃烧华中科技大学硕士学位论
3、文A b s t r a c tT h ec o m b u s t i o no f b l e n d e dc o a l si sa l le x t r a o r d i n a r yc o m p l e xp h y s i c a la n dc h e m i c a lp r o c e s s D u r i n gt h ec o m b u s t i o no ft h eb l e n d e dc o a l s ，t h ec o m p o n e n tc o a l sa f f e c te a c ho t h e r , S Ot h eb l
4、 e n d e dc o a l se x h i b i tt h ed i f f e r e n tc o m b u s t i o no fb l e n d e dc o a l st h a nt h es i n g l ec o a l A m o n gt h e s ef a c t o r st h er a t i o no f t h ec o m p o n e n tc o a l si sm o s ti m p o r t a n t ，T h eo b j e c to ft h eb l e n d e dc o a l si st om a t c
5、hp r o p e r t yo ft h eb l e n d e dc o a l sw i t ht h a to ft h ed e s i g n e dc o a lb ym i x i n gc o a ls a m p l e so fd i f f e r e n tc o a lr , m k sa ts p e c i a lr a t i o n B a s e do nt h eh u g ea m o u n to fi n v e s t i g a t i o n , l i t e r a t u r e sa n do p e r a t i n ge x
6、 p e r i e n c e ，i ti sb e l i e v e dt h a tt h ek e yp o i n to f b l e n d i n gt e c h n o l o g yi st h er a t i o no f t h ec o m p o n e n tc o a l s F i r s t l y , t h ei n f l u e n c eo ft h er o u t i n ec h a r a c t e r i s t i co fc o a lo nc o a lc o m b u s t i o nc h a r a c t e r
7、 i s t i c sw a sa n a l y z e d T h e nt om e e tt h en e e d so fc o - b u r n i n g ，t h em o d i f i c a t i o no fa i rp r e h e a t e r , s t a t i ce x p e r i m e n ta n dt h eo p t i m i z i n go f p o w d e rs y s t e mw e r ec a r r i e do u tf o ru n i t5 ，i ti su s e f u lf o rt h eb o
8、i l e rt ob ea d j u s t e dt ot h eb l e n d e dc o a l s F o rt h ei n c r e a s i n go f t h er a t i o no fS h e n h u ac o a lg r a d u a l l y , i t Sn e c e s s a r yt os t u d yt h ec o m b u s t i o no fm i x i n gS h e n h u ac o a l t h ec o a lf i r i n go fS h e n h u ac o a la n dT o n
9、 g y o uc o a l( r a t e5 ：5 ) a l S OS h e n h u a a n d Y o u h u n ( r a t e5 ：5 ) c o a l i n t h e5 “u n i t W a sc a r r i e d o u t ( i n5k i n d so f c o n d i t i o n s ) F r o mt h ee x p e r i m e n tr e s u l t ，i tC a nb eo b s e r v e dt h a ti ti sf e a s i b l ef o rt h ec o - f i r
10、i n go fS h e n h u aw i t hT o n g h u aa n dS h e n h u aw i t hY o u h u nc o a l sa ts e l e c t i v er a t i o n A f t e rm i x i n g ，t h ei g n i t i o na n dc o m b u s t i o np r o p e r t ya r eg o o d , a n dt h eu n i tr u n ss t a b l y T h ep a r a m e t e ro fm a i ns t e a ma n dr e
11、h e a ts t e a mo ft h eb o i l e ri sn o r m a l ，t h ei n f l a m m a b l em a t t e ro ff l y i n gd u s ta n ds l a ga r ev e r yl o w , a n dt h et h e r m a le f f i c i e n c yi sv e r yh i g h K e y w o r d s ：C o a l f i r e db o i l e rC o a lq u a l i t yc h a r a c t e r i s t i c sC o m
12、 b u s t i o no f b l e n d e dc o a l sI l独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担学位论文作者签名：名采t 融日期：a 一1 f 年 月；1 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权，保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授
13、权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密口。( 请在以上方框内打“4 ”)学位论文作者签名：彳永风日期：跏f 年，量月，1 日指导教师签名：日期：期年华中科技大学硕士学位论文1 1 课题的背景1 绪论近年来，随着世界经济的突飞发展，世界政局的复杂性也使得能源问题也越来越突出。在我国能源结构中，煤炭是我国的基础能源，据煤炭协会预测，尽管目前石油、天然气消费迅速增加，但煤炭在我国的一次能源消费中仍占6 7 ，到2 0 2 0 年，仍将占第l 位，达6 0 【1 1
14、。2 0 0 3 年6 月l O 日，英国石油公司( B P ) 发布了 2 0 0 2 年世界能源统计年评例，这是B P 公司连续第5 2 年出版世界能源统计报告统计数据显示，2 0 0 2 年世界一次能源消费从2 0 0 1 年的9 1 6 5 亿吨油当量增至9 4 0 5亿吨油当量，增长了2 6 ，超过了世界过去十年的年均增长率1 4 ，成为近几年中增幅较大的一年中国是世界第二大能源消费国，中国能源消费大幅增长成为2 0 0 2 年世界能源市场最大的亮点，具体表现为以下三个特点：( 1 ) 中国能源消费增长量占全球一次能源消费增长总量的6 8 5 。( 2 ) 中国石油消费增长了5 8
15、，达到2 4 5 7 亿吨：中国已超过日本，成为仅次于美国的世界第二大石油消费国。( 3 )中国煤炭消费量自1 9 9 9 年以来连续三年下滑之后出现巨幅反弹，较2 0 0 1 年增长了2 7 9 ，达N 6 6 3 4 亿吨油当量( 在一次能源消费结构中占6 6 5 ) 。继1 9 9 9 年降为居美国之后的世界第二大煤炭消费国之后，2 0 0 2 年中国重新成为世界第一大煤炭消费国 1 - 9 o根据我国电力工业的发展规划，至少在2 1 世纪前2 0 年将保持快速发展势态，发电用煤量将以每年3 0 0 0 7 f 吨的速度增加。如此大的需求，使得发电用煤几乎包括了所有的煤种，但它们的特性差
16、异甚大，即使是同一类煤，随产区、矿点、开采年份和深度的不同，其低位发热量、灰分含量、含硫量等的变化范围也比较大，加上实际用煤中有些电厂还掺入各类洗中煤、洗矸等劣质燃料，无意增大了实际煤质的变化幅度。同时又由于能源处于一个相对紧张的状态，对发电用煤的煤种和煤质的选择余地很少，而且大多要求燃用劣质煤，这就会给锅炉带来许多不利的影响嗍。概括起来可以归纳为以下几个方面：( 1 ) 出力受限：煤的水分或可磨指数变化，可使磨煤机达不到出力；灰分增加或灰电阻变化，电除尘器能力受限；灰成分变化，会出现积灰结渣等。华中科技大学硕士学位论文( 2 ) 电厂煤耗及厂用电上升：煤质下降，燃烧不稳，着火困难，热损失增加
17、，电厂煤耗上升，一般热值下降I M J k g ，煤耗上升2 0 9 k w h ，厂用电率上升0 5 。( 3 ) 可用率下降：美国有关数据指出，电厂用煤平均灰分从1 3 上升到1 8 ，锅炉强迫停运率也从1 3 上升到7 5 ，l O 年问发热量从2 7 3 2 8 M J k g 下降到2 4 6 5 4 M J k g ，机组可用率下降1 3 。( 4 ) 维修工程费用大幅上升：煤质下降、灰分增大、可磨指数降低或灰的腐蚀性增强等，将使锅炉各部分受热面、输煤皮带、制粉系统和风机等的磨损腐蚀加重。频繁的故障和临修，使电厂损失的电量和维修费用大增，而且为减轻磨损和适应烧劣质煤，电厂往往要进行
18、大量的更新和改造。( 5 ) 污染物排放明显变化1 7 J 由于大部分锅炉均没有脱硫装置，其燃烧产生的S 0 2 都直接排放到大气中，使不少城市的空气质量大大超标。特别是单独燃烧某些硫分在2 0 以上的动力煤时，排放的高浓度S 0 2 ，不仅严重腐蚀锅炉炉体和管线，缩短锅炉整体使用寿命。而且还污染大气，破坏生态环境。s 0 2 污染具有低浓度，大范围，长期作用的特点，对生态系统是一种慢性的，叠加性的长期危害。大气中的s 0 2 对人类健康，自然生态，工农业生产，建筑结构材料等多方面都会造成危害和破坏。( 6 ) 发电燃料成本上升，发电成本增加。1 9 9 5 年以来，在国民经济快速增长的拉动下
19、，我国电力需求持续高速增长，而煤炭行业由于大量的小煤窑的关闭，全国区煤炭市场相继出现了供求紧张的局面，再加上煤炭市场全面放开以及国外煤炭和原油的不断上扬致使煤炭价格飞涨。据中国电力报统计( 表1 1 ) 2 0 0 4 年1 9 月电煤价格为2 2 0 2 t ，E L 2 0 0 3 年平均价格上涨了6 4 4 元，t ，全国的火电厂燃料采购成本和运输价格持续上升，发电成本剧增，电价却是政府定价，利润难免大幅下滑。2 0 0 6年7 月，中煤协组织七个调研组，分赴全国六大煤炭产区、2 1 个产煤省的1 0 8 家单位，就今年上半年煤炭工业经济运行和影响行业长远发展问题，进行了全面系统的调查研
20、究。调查表明，上半年原煤产、运、销量同比分别增长8 3 、3 4 、4 4 ，全社会库存比年初增长9 4 。原中央财政煤炭企业商品煤平均售价3 0 2 1 3 元吨，同比下降1 3 ，发电用煤平均售9 r 2 1 2 1 9 元吨，同比增长0 6 t 4 J 。对燃煤电厂来说，燃料支出占电厂发电成本的7 0 左右，煤炭的质量和价格对电厂的经济性影响很大；出于对煤炭资源的综合利用，我国对电力行业以往一直实2华中科技大学硕士学位论文行使用劣质煤的政策；针对我国煤种繁多，煤质多变，且又逐年下降的趋势，电厂在运行中已经不能有充足设计煤种燃烧了。1 9 8 7 年有近5 0 的电厂烧非设计煤种或混煤【5
21、 l ；从对华中电网2 1 个电厂入炉煤的分析结果 6 1 也反映了混煤燃烧在我国的大量存在混煤虽是一个简单的机械混合过程，但其燃烧特性并不是组分煤种的简单叠加。由于单一煤的组成及特性不同，混合后不同煤质的颗粒在燃烧过程中相互影响、制约，使得混煤的煤质特性比单一煤复杂，难以简单地由掺混比例预知其特性。由于对混煤的特性缺乏足够了解，致使许多电厂在燃烧混煤时出现各种问题，所以，对混煤燃烧进行研究成为当今燃煤电厂的一项重要课题。掌握混煤燃烧对机组运行参数的影响，以及混煤的着火、燃尽、结渣等特性，电厂锅炉的设计和安全运行具有重要的现实意义。表1 11 9 9 5 - 2 0 0 4 年电煤价格与市场煤
22、价比较单位：元t9 59 69 79 89 92 0 0 02 0 0 12 0 0 22 0 0 32 0 0 4煤炭市场1 4 0 41 6 5 01 7 7 01 7 3 91 4 5 71 3 9 31 4 1 91 6 7 81 7 3 83 0 2 0价格电煤1 0 6 01 4 3 01 5 5 01 5 4 O1 5 2 01 4 6 01 4 4 71 5 2 21 5 5 82 2 0 2价格1 2 课题的提出随着电力行业改革的进一步深化，厂网分开、竞价上网是必然趋势，今后，发电企业的竞争必将更加激烈，而影响发电厂经济效益的是机组发电成本和上网电价对于火力发电机组，要降低发
23、电成本，必须提高机组的运行水平和热经济性，降低煤耗率，节约能源消耗。这就需要开发出能在线、定量地分析煤场存煤状况，并根据燃烧的需要，运用较成熟的系统软件计算出合理的最佳配煤方案和掺混比例，并分析现行机组节能潜力大小分布的系统，从而指导火电发电厂节能降耗。据原水电部对所属电厂的统计，1 9 8 2 年各种牌号煤的掺烧量已高达4 4 。混煤燃烧技术在我国已被广泛使用，只是科学依据不够，从而导致有些单位由于对混煤的煤质特性及其使用缺乏足够的了解，致使在燃烧混煤对出现各种各样的问题，主要表现在：煤种选择不恰当，配比不合理。特别在燃烧方面，当组成煤的燃烧特性差华中科技大学硕士学位论文异较大时，无法满足不
24、同燃烧性能的要求，会出现着火困难，燃烧不稳定，不完全燃烧损失增加，锅炉效率大幅度降低以及污染物排放增加；煤灰成分差异会出现结渣、积灰、腐蚀等加剧，除尘效率降低等各种问题。煤的混合虽然是一个简单的机械混合过程，但混煤的特性并不是组成煤特性的简单叠加，更不能由组成煤( 优质或劣质) 的特性去说明。配煤是一项复杂的系统性工作，正确配煤，需全面考虑电厂用煤的来源、煤质、储煤和输煤系统及设备的特性；燃烧系统和锅炉结构热力特性；辅助系统优化以及机炉安全经济的适应性进行全面系统研究。对燃煤电厂来说，燃料支出占电厂发电成本的6 0 7 0 ，煤炭的质量和价格、运输方式对电厂的经济性影响很大。据统计，2 0 0
25、 4 年，沙角A 电厂的来煤折合标准煤平均单价比上年同期水平增长1 2 0 6 3 元吨，涨幅为2 8 3 5 ，火电厂单位成本比上年同期增长3 5 1 6 元，千千瓦时。发电燃料价格、运价上涨，煤碳质量却下降。在电厂来煤中劣质煤虽价低，却因不利单独燃烧、利用率低而堆放，造成环境污染和能源浪费，而且增加脱硫成本。用沙角A 电厂原有的燃料管理系统业务和数据进行分析，发现存在以下缺陷：燃料管理与锅炉运行信息沟通不畅；与运行相关的煤质及飞灰可燃物、排烟温度等分析信息还依靠人工表格传递，效率低；且数据混乱，对历史数据的查询和分析极为繁琐，并且时效性差，不能很好地指导燃料采购，并且极易延误锅炉及辅机设备
26、运行参数的调整，严重影响电厂运行的经济性和安全性。为此，作为国家一流电厂的一员，沙角A 电厂利用先进的系统开发工具和开发环境，在电厂原有人工燃料管理系统的基础上，合理规划、开发和研制了覆盖策划部、燃料管理部、化验部、锅炉运行等部门的燃料管理及煤质优化系统，以强化燃料管理。该系统能进行燃料综合查询分析，实现信息共享、煤质及燃煤采购优化，因此可降低发电成本，提高电厂运行的经济性和安全性。另外，由于我厂来煤中，由于神华煤相对于其他同级的煤种，其进煤价相对便宜，所有这几年神华煤沙角A 电厂占的比例越来越重，由于神华煤有着高挥发性，但其燃烧后的煤灰熔融性温度较低，易结渣和粘污，且水分较大，影响磨煤机出力
27、等特点，单独燃烧时在很多电厂发生过严重结渣的事故【9 】。因而，出于经济性和安全性的考虑，有必要对神华煤与其他合适的煤种进行合理的配煤，以适应我厂生产的需要。4华中科技大学硕士学位论文1 3 本文研究的主要内容本文首先分析煤质的常规特性及其对锅炉燃烧的影响，并对电厂配煤的意义及配煤途径进行了阐述。针对原煤场管理的情况，沙角A 电厂为适应现代煤场的管理和配煤的需要而配备了电厂煤场数字化管理和专家精确配煤系统这里对系统进行了描述，且进行了其专家配煤系统的应用举例。分析沙角A 电厂# 5 炉3 0 0 M W 机组设备情况，为配煤做准备而进行了冷态试验，锅炉制粉系统性能优化调整试验，结合来煤状况，特
28、别对神华煤进行掺烧试验，分析燃烧结果，并验证了专家配煤系统的在指导电厂进行配煤燃烧可行性。此外，对今后煤场的管理和配煤工作的进一步深入提出建议。华中科技大学硕士学位论文2 煤质的常规特性对锅炉燃烧的影响及配煤的意义与途径煤质特征，总的来讲可以包括化学特性【1 0 l ( 工业分析、元素分析、灰化学成分、硫的形态等) 、物理特性( 密度、粒度、孔结构、表面积和反射率) 、力学特性( 弹性、硬度、磨损度、可磨性、脆性等) 、热特性( 发热量、熟容、热导率、坩埚膨胀序数，热失重和差热等) 、电特性( 电阻率、介电常数、磁化率) 、灰特性( 矿物特性、微量元素、灰熔融性) 和岩石学分析f l J 】(
29、 显微组分，镜质组反射率) 等。对于动力煤，最重要的性质主要表现在煤的工业分析、元素分析、发热量、。灰熔融性、灰成分、可磨性、比表面积和孔径分布，以及快速加热过程中的失重放热特性【1 2 】。2 1 煤质的工业分析对锅炉性能的影响1 ) 挥发分的影响o ”燃煤挥发分是考核燃烧特性的首要指标。入炉挥发分( v 耐) 变化太大，空气过剩系数、热风温度等都要发生相应变化，给燃烧调整带来很大不便，因此，须严格要求配煤的挥发分。工业锅炉中窑炉一般要求燃煤最低 2 0 ，某些大、中型工业锅炉要求v d 时 2 5 ，甚至 3 0 。配煤v d a f 比单煤的理论加权平均值稍低，偏低值一般不超过2 。所以
30、，配煤时，V d 。拍| 勺下限值应比要求值提高2 才能满足工业锅炉需要。但不同矿区的煤配合后，不仅有机质会互相发生裂解反应使V d 植产生变化，而且不同矿区煤中的矿物质与有机质问的催化裂解反应亦很复杂。因此，各动力配煤场须根据各自不同的矿点和煤种、灰分等，对其配煤的挥发分降低值进行系统试验。我国不少大型优质动力煤矿区如鹤壁、郑州、潞安和西山等动力煤的其他指标都十分理想，但V d a r 均在1 2 1 8 “，故着火点高，火焰短，很难充分燃烧，但通过与大同、黄陵或义马等特大型矿区的高挥发分煤配煤后就成为较理想的动力用煤。2 ) 发热量的影响”叫单位质量的煤完全燃烧时所放出的热量称为煤的发热量
31、，有高位发热量和低位发热量之分。煤的发热量因煤种的不同而不同。煤的发热量同锅炉燃烧的理论空气量、理论干烟气量、湿烟气量及可达到的理论燃烧温度有关。因此，煤的发热量是设计锅炉时的一个重要参数，也是反映煤粉燃烧好坏的个重要指标，也是重要的质量6华中科技大学硕士学位论文指标，是影响煤的计价的重要指标。它对锅炉运行的影响表现如下：煤的发热量大小是影响燃烧稳定性的重要因素。燃煤发热量的降低将导致炉内温度水平降低这对着火和燃尽都会带来不利影响。当燃料发热量降低到一定程度时，会引起燃烧不稳、火焰闪烁、灭火放炮、以至必须投油助燃，影响锅炉运行的经济性。据试验数据统计，燃煤的低位发热量每下降I M J k g
32、，发电煤耗约上升2 0 9 ( k W h ) ，厂用电率约上升0 5 。因此从发电生产的安全稳定性和经济效益考虑，发电用煤应该有一定的质量要求。煤的发热量低，同样出力下灰量大大增加，可能加剧锅炉结渣，同样，使烟气中含灰量增加，加剧了受热面的磨损和积灰，而积灰的增加使受热面传热热阻增加，影响传热效率，导致锅炉热损失增加。但如果发热量过高，使得燃烧区域的温度升高，灰就越容易达到软化和熔融状态，产生结渣的可能性增大。同时，煤中易挥发的物质气化也就越强烈，这也为结渣创造了更有利的条件。燃煤发热量下降对锅炉机组的可用率影响巨犬。若煤的发热量太低，势必增加供应的原煤量，这对远离煤矿的大中型电厂来说，就意
33、味着增加了无效运输量，运输费用增加，影响经济性。同时，燃煤量的增加也会增加整个电厂系统的负担：经常会出现锅炉所需入炉煤量大于给粉机的最大出力，导致锅炉、磨煤机运行中负荷打不足：同时给粉机长期在最大出力下运行，故障增加；入炉煤量增加锅炉渣量亦随之增加，从而增大除尘设备的工作量；烟气含灰量增加，影响除尘效率；磨煤机的负担也增大；一次风的煤粉浓度要随之增加，要求提高一次风的风速以免堵塞，从而增加送风机电耗，增加发电成本。动力用煤一般以较高的发热量为宜，但发热量过高或过低均会给锅炉运行带来不利影响。混煤的实际发热量要比单煤种加和平均计算值大，而增加的发热量则随混煤中发热量最高的煤种含量的增加而减小。因
34、此，配煤过程中合理确定高发热量煤种的含量可以提高节能效果。使混煤实际发热量高于计算发热量的原因可能是不同煤种中不同的矿物质之间相互反应放出热量。电厂及工业锅炉对燃煤的热值要求为2 0 9 0 2 2 9 9 M J k g ，过去使用大同、鹤壁、潞安等Q 。，c I 2 5 0 8 2 8 4 2 M J k g 的特高热值单一煤时，其热能在燃烧时不能得到充分利用，不仅浪费了资源，有时还会缩短锅炉寿命，甚至烧坏锅炉造成停产事故。面单独燃烧低热值煤时，因灰分往往较高，有的挥发分又低，故难以充分燃烧，排出的炉渣含碳量有的高达3 0 4 0 ，损7华中科技大学硕士学位论文失了大量热能。将这些特高热值
35、煤与低热值煤合理配合后使用，既可充分利用低热值煤资源，又可减少高热值煤的用量同时因配煤得到了充分燃烧，故提高了锅炉的热效率和热利用率3 ) 水份的影响煤样的水分一般呈三种形式存在：外在水分、内在水分和化合水分。各种煤样的水分差别很大，最少的仅2 左右，最多的则可达到5 0 6 0 。一般来说，随着地质年代的增加，水分逐渐减少。煤中水分越大，就是说，将不可燃的水分运进电厂的量越多，势必增加运输压力及电厂的经济负担。另外，湿煤进厂，由于不能直接上锅炉，要由煤槽转出，势必增加输煤、储煤负担，使输煤系统故障率增加给运行管理带来困难。煤中水份的高低对煤的着火和燃烧也有着直接的影响。水份高，在燃烧过程中，
36、因为水蒸汽要吸收一部分热量，着火引燃所需消耗的热量就多，使着火延迟，着火温度升高。使煤用于发电的有效热能即低位发热量降低，并且锅炉内温度也会因此降低，会使着火困难，燃烧不完全，导致机械与化学不完全燃烧的热损失增加。煤中的水分所消耗热量比灰分高的多，所以水分对理论燃烧温度的影响要比灰分大。另外，水蒸汽会随烟气排出炉外，增加了排烟量，使得排风机电能消耗增大；同时由烟气带走的热量也增加，使排烟热损失增大，降低了锅炉热效率。这些都将使锅炉运行的经济性很受影响。煤粉中的水分增多，为低温受热面的积灰、腐蚀创造了条件；对过热气温也有影响，一般经验数值：水分每增加1 ，过热气温就会升高1 5 C 2 z l
37、，易引起安全事故。此外，原煤中的水分过多会给煤粉制备系统增加负担，也会造成原煤仓、给煤机及其落煤管中的粘结性堵塞以及磨煤机的出力下降等不良后果。煤的水分增加，会使着火热增加，着火困难，燃烧稳定性变差。但从燃烧动力学的角度看，煤粉中含有适量的水分( 指入炉煤粉中含有适量水分) 对燃烧过程有某些有利作用。因为煤中保持一定的水份，对层状燃烧过程有利，因水份的蒸发能疏松煤层，使空气更易透入煤层的各个部分。4 ) 灰分的影响【1 7 1 1 s 1 2 a 灰分是煤中的有害成分，是煤中矿物杂质在燃烧后形成的，其主要成分是：S i 0 2 ，A 1 2 0 3 ，F e 2 0 3 ，C a O ，M g
38、 O ，N a 2 0 ，P 2 0 5 ，K 2 0 5 等，灰分含量的增加使得煤中可燃成分变相对减少，降低了发热量；当煤燃烧时，煤中矿物质转化成灰分，并会熔融，8华中科技大学硕士学位论文它要吸收热量，并由排渣带走大量的物理显热，使理论燃烧温度降低，而且煤粒表面往往形成灰分外壳，妨碍煤中可燃质与氧气接触，使煤不易燃尽，增加机械不完全燃烧热损失；灰分多，还会使炉膛温度下降，燃烧不稳定，也增加不完全燃烧热损失；灰分多，灰粒随烟气流过受热面时，如果烟速高，会磨损受热面，如果烟速低，会形成受热面积灰，降低传热效果，并使排烟温度升高，增加排烟热损失，降低锅炉热效率；灰分多，也会产生炉内结渣，同时会腐蚀
39、金属；如果煤粉中的灰分过多，要保证锅炉负荷，就必须增加燃煤量，这样就使得整个生产系统包括制粉、输煤、引风、除尘等设备的负担加大，机械不完全燃烧损失会增大几倍，锅炉热效率会降低，要维持同样原负荷就应增加燃煤量。两燃煤量增加，磨煤机的磨煤量也会随之增加，增加厂用电耗。同时也可能导致锅炉所需入煤量大于给粉机的最大出力，导致锅炉运行中负荷打不足；而给粉机长期在最大出力下运行，故障增加。遇到高耐磨煤时，磨煤机研磨部件很容易被磨损，与煤种有关的磨损是磨煤机故障的主要原因。另外，灰分的增加将使煤对输煤皮带与风机的腐蚀与磨损加重。灰分还是造成环境污染的根源；灰分的增减，对过热气温也有影响，一般经验数据是，灰分
40、每变化土1 0 ，过热气温相应变化士5 ；所以，煤中含灰量的多少对锅炉的影响是至关重要的。2 2 煤的元素分析对锅炉性能的影响1 ) 碳、氢、氧、氮的影响B 习煤中的碳和氢，是产生热量的主要来源，其含量的多少决定发热量的高低。对燃烧来说，碳氢含量的测定十分重要。碳在空气充足条件下完全燃烧产生3 4 0 4 0 J 热量，而在空气不充足条件下燃烧，则生产一氧化碳，1 9 碳仅能生成9 9 1 0 J 热量，而当一氧化碳进一步燃烧生成二氧化碳时，放出热量为2 4 1 3 0 J 。氢是仅次于碳的主要热源之一，煤中氢有两种存在形态：一是构成矿物质及水中的氢，不能参与燃烧；二是与碳元素构成有机成分，燃
41、烧时，释放出很高热量。l g氢放出1 4 3 0 0 0 J 的热量，约相当于碳的四倍。如无烟煤含炭量虽比烟煤高，但含氢量比烟煤低，故通常无烟煤的发热量要低于烟煤。氧在煤中呈化合态存在。不同煤种其含量差别很大，如泥炭中含氧量可高达4 0 ，而无烟煤中只有1 2 。氧本身不燃烧，但加热时，易使有机组分分解成挥发性物9华中科技大学硕士学位论文质年轻烟煤及褐煤含氧量较高，所以能生成较多的挥发物质。煤中含氧量增高，碳氢含量相对减少，因而发热量降低，不利于燃烧。氮在锅炉中燃烧时，大部分呈游离状态随烟气逸出。从燃烧角度看，氮又是煤中的无用成分。其中约有2 0 4 0 在燃烧中能变成N O 。随烟气排出，增
42、加了环境污染。2 ) 硫的影响I 硐煤中硫可分为无机硫与有机硫两种类型。我国煤中大约有6 0 - 7 0 的硫为无机硫，而且绝大多数为黄铁矿硫，硫酸盐硫只占极少比例；3 0 - 4 0 的硫为有机硫。硫是动力用煤中极为有害的一种元素。硫含量虽然不高，但对电力生产的危害很大。煤中硫，特别是可燃硫，对电力生产的危害是多方面的，而且可能造成较严重的后果。锅炉低温受热面腐蚀煤中硫在锅炉中燃烧，主要生成二氧化硫，并有少量三氧化硫形成。烟气中二氧化硫( 约为1 0 0 0 p p m ) 对锅炉受热面的腐蚀及沾污没有明显影响，而三氧化硫( 约为l O p p m ) 含量虽然很少，但由于它与烟气中水汽结合
43、形成硫酸蒸汽，并在低温受热面上凝结，会严重沾污与腐蚀设备，形成堵灰，大大影响锅炉的安全经济运行。对于煤粉锅炉，煤中全硫量小于1 5 时，不产生明显的堵灰与腐蚀；当煤中全硫达到1 5 3 时，如不采取措施，就会产生较明显的腐蚀与堵灰；当硫分大于3 时，锅炉尾部受热面就会出现严重腐蚀与堵灰，从而大大缩短空气预热器的使用寿命，严重影响锅炉的安全经济运行，甚至停炉处理。对电厂，严格控锖4 迸厂煤的硫分十分重要。其它危害煤中硫燃烧后形成二氧化硫，随烟气逸出烟囱，增加环境污染，增加排放成本。煤中硫每增加1 ，则燃用一吨煤就多排放约2 0 k g 二氧化硫气体。如某电厂硫分按0 7 、E t 耗煤6 0 0
44、 0 t 计，则一天排入大气的二氧化硫约S O t 。加速磨煤机及输煤管道的磨损，尤其含黄铁矿多的煤。黄铁矿的莫氏硬度仅次子石英，为6 6 5 。对钢球磨煤机，灰分大的比灰分小的煤，其吨煤钢球消耗量约大4倍。煤中硫分增高，还会增加煤粉的自燃倾向，从而给煤粉的储存及制粉系统的安全带来不利影响。煤中硫分的增高，还会降低煤灰熔融温度，促使锅炉结渣或加副O华中科技大学硕士学位论文结渣的严重程度等，另外煤中硫还会影响灰渣的综合利用价值2 3 煤的物理特性对锅炉的性能的影响1 ) 煤粉细度【2 q煤粉细度对燃烧过程有直接影响。煤粉磨得细，单位表面积就大，燃烧时与空气的接触面也大。这样，燃烧速度就加快，机械
45、不完全热损失就小；反之，粗煤粉在燃烧室内不能燃烧完全，直到过热器处还在继续燃烧。不仅机械不完全燃烧热损失增加，而且造成过热器处堵灰、结焦( 渣) ，甚至引起超温爆管。但是，煤粉磨得越细，磨煤消耗的电能越多，而且制粉设备的磨损也越大。另外，煤粉磨得越细，必然磨制时间长，磨煤机的出力就相对降低。这对燃烧低热值的煤不利。还有，制粉系统中旋风分离器的效率也随煤粉细度的提高而降低，而且磨的过细会增加乏气中的煤粉量，影响正常燃烧。由于各种煤的软硬程度不同，磨制同样细度的煤所消耗的能量也不同。软的( 如优质烟煤) 和脆性的煤，所消耗的能量小，而且设备的磨损也小；硬的( 如煤研石及黄铁矿) 则反之。同时，在同
46、样细度下，各种煤燃烧时所产生的机械不完全燃烧热损失也不同。挥发分高的易燃烧，机械不完全燃烧热损失小，可以磨得比较粗；而挥发分低的，就应当磨得细一些，而且要颗粒均匀。因此，每一种煤的经济煤粉细度都不同，可以通过锅炉热效率实验测定。磨煤机能耗及灰渣未完全燃烧热损失均处于较低时的煤粉细度为经济煤粉细度。对于一般煤粉炉来讲，根据经验，煤粉的经济细度：无烟煤R 9 0 = 6 7 ，烟煤R 9 0 = l O 1 4 ，褐煤R o o - - - - 4 0 6 0 。2 ) 媒的着火温度 2 7 1与挥发分有很好的相关关系。着火温度随挥发分的增高而降低。褐煤一般在2 5 0 2 8 0 左右，高挥发分
47、烟煤( V d a f 为4 0 5 0 ) 在2 7 0 3 0 0 左右；中等挥发分烟煤( V d a f 为3 0 4 0 ) 在3 0 0 3 3 0 左右；较低挥发分烟煤( V d a f 为2 0 3 0 ) 在3 3 0 3 6 0 C 左右；最低挥发分烟煤( 为1 0 加2 0 ) 在3 5 0 3 8 0 左右。动力用煤的极限着火温度不超过4 0 0 。但该着火温度并不表示煤在锅炉里的实际着火温度。生产条件下，煤粉着火温度不仅随挥发分的增高而降低，还与煤粉细度、气粉混合物( 即通常说的一次风) 的初始浓度等因素有关。煤粉气流着火温度随煤粉细度的增加而明显降低。由于细煤粉有较大
48、比表面积，因而可更快华中科技大学硕士学位论文进行氧化反应和吸收外界热量而达到着火温度。气粉混合物对气粉流的着火速度有很大影响着火速度即为气粉混合物着火时的火焰传播速度。对于一定挥发分及灰分的煤，常有一个最佳的气粉比值。在该条件下，有可能达到最佳着火稳定性。实际生产中，高挥发分煤粉的着火温度约8 0 0 ( 2 ，而低挥发分煤粉的着火温度可能高达1 1 0 0 。2 4 煤的其它物理特性对锅炉性能的影响1 ) 煤的可磨性1 2 9 煤的可磨性可用于设计制粉系统时磨煤机类型选择、出力计算和运行中更换煤种时磨煤机的单位制粉量估算等。哈氏可磨性指数( H G I ) 越大，在消耗一定能量条件下，磨煤机
49、出力越大。相差1 0 个指数，磨制相同细度情况下，磨煤机出力约相差2 5 。2 ) 煤的磨损指数磨损指数值主要指对磨煤机磨损影响。其中，应用最多的为钢球磨。煤的磨损指数越大，表明它对磨煤机的衬板、钢球磨损越快，缩短了磨煤机的检修周期，增大了钢球补充量。同时，由于钢球的磨损影响了磨煤机的制粉量，即出力有所下降3 ) 煤的冲刷磨损指数其大小主要指对气粉管道、喷燃器的磨损。在不太正常情况下，也可能对水冷壁产生冲刷作用。煤的冲刷磨损指数越大，对上述部件的损害也越大。如喷燃器出口产生冲刷磨损，煤粉进入炉膛的情况就会发生改变，切圆发生偏斜，甚至煤粉直接冲刷到水冷壁，从而使燃烧工况恶化。4 ) 灰分构成及其
50、熔融性对锅炉性能的影响( 1 ) 灰渣可燃物的影响从煤质特性分析，影响飞灰可燃物含量的主要因素是煤的挥发分与煤粉细度。挥发分对煤粉的燃烬度有直接影响。挥发分越商，其灰渣未完全燃烧损失越小；煤粉越细，则燃烬度高。较粗的煤粉颗粒难以燃尽。同时，由于重力作用，有可能使其中一些较租的煤粒未能充分燃烧而落入炉底，从而使灰渣中可燃物含量增大。对于挥发分较低的煤种，尤其需要提高煤粉细度及燃烧温度水平，以利煤粉的燃尽。而提高燃烧温度水平的有效措施，则是提高热风温度。锅炉飞灰可燃物含量通常随热风温度的增高而降低。华中科技大学硕士学位论文( 2 ) 灰分的熔融性的影响结渣的本质可以概括表述为1 3 0 ；当温度高
51、于灰熔点的烟气冲刷受热面时，烟气中熔融的灰渣粘附到受热面，造成结渣。影响因素有3 点：一是燃料的灰熔点；二是气流的温度高于灰熔点时，气流中的灰渣才呈熔融状态；三是这样气流只有冲刷到受热面才造成结渣。为了避免对流受热面的结渣，通常要控制炉膛出口烟温低于灰的变形温度D T以下5 0 1 0 0 C 1 2 4 1 ，也要低于灰的软化温度S T 炉膛结渣的严重与否，通常以为与灰的软化温度S T 的关系更大。D T 、S T 、F T 的温度间隔对锅炉工作影响也有影响，如果温度间隔很大l 那就意味着固相与液相共存的温度区间很宽，煤灰的秸度随温度的变化很慢，这样的灰渣称为长渣，长渣在冷却时可长时间保持一
52、定的粘度，故在炉膛中易于结渣；反之，如果温度间隔很小，那么灰渣的粘度就随温度急剧变化，这样的灰渣称为短渣。短渣在冷却时其粘度增加得很快，只会在很短时间内造成结渣【3 ”。目前，判断火电厂煤结渣的因素主要有2 个方面【3 2 】：根据煤灰的成分特性进行判断，包括煤灰中三氧化二铁( F e 2 0 3 ) 含量、碱酸比( B A ) 、硅比( G ) 、硅铝 L S i 0 2 A 1 2 0 3 ) 、铁钙比( F e 2 0 3 C a O ) 和含硫量等。根据煤灰的物理特性进行判断，包括软化温度( t 2 ) 、灰渣粘度、煤灰烧结强度等，归纳如表2 1 。表2 1 煤灰结渣判剐判别指灰熔融温
53、度t 2碱酸比铁钙比硅铝比硅百分含灰成分综标名称( )B ，AF e 2 0 3 C a OS i 0 2 A 1 2 0 3量S P合指数R zh 0 40 3 3 2 6 56 5 5 0 2严重结渣严重结渣结渣严重结渣严重结渣易结渣判 31 8 7 2 6 57 2 6 51 5 2t 2 = 1 2 6 0 - , 1 3 9 0卸2 0 6 0 4均不易结中等结渣中等结渣中等结渣中等结渣中等结渣别渣t 2 i 3 9 0 0 2 0 6 1 8 78 0 7 2 1 0 ，而在其它工况 9 的E 2 管重点监视。确保同层四个角的一次风风速均衡，以利于锅炉安全经济运行。表4 - 1 5
54、 磨煤机入口风量标定试验结果表盘风量实测风量平均磨煤机工况l工况2工况3工况l工况2工况3系数A 磨4 2 1 8 85 0 6 2 83 4 1 7 36 2 1 3 77 3 8 5 05 1 2 1 41 4 8B 磨3 8 3 8 44 6 3 9 73 1 4 9 56 1 5 7 l6 1 5 7 05 0 0 1 21 5 Ic 磨3 6 9 4 34 5 7 0 72 8 8 1 86 2 4 3 47 4 3 9 75 2 1 9 31 7 1D 磨3 7 9 2 14 8 6 7 72 8 3 1 26 2 1 3 57 6 9 0 65 2 3 9 51 6 9E 磨4
55、0 1 7 l4 7 8 7 93 3 9 7 95 7 5 8 56 7 7 9 64 7 3 0 91 4 1表4 1 6 一次风管风速偏差工况lA lA 2A 3A 4平均风速( m s )2 3 7 l2 3 6 22 2 6 52 2 3 72 3 0 9偏差( )2 7 l2 3 11 9 03 1 2工况lB lB 2B 3B 4平均风速( m s )2 4 7 82 1 4 22 2 5 52 2 7 62 2 8 8偏差( )B 3 l一6 r 3 81 4 4- 0 ，4 9一次风风速测工况lC lC 2C 3C 4平均风速( m s )2 3 5 92 2 7 52 2
56、8 62 3 6 02 3 2 0量工况1偏差( )1 6 9- 1 9 51 4 71 7 3工况lD lD 2D 2D 4平均风速( m s )2 2 6 22 1 2 72 3 0 42 5 4 22 3 0 9偏差( )- 2 0 l- 7 8 7o 2 21 0 1 0工况lE 1E 2E 3E A平均风速( m s )2 1 7l9 22 22 22 1 2偏差( )2 2 4- 9 5 4；6 5；6 5华中科技大学硕士学位论文工况2A lA 2A 3A 4平均风速( m s )2 8 9 82 8 0 72 6 7 02 6 ，O l2 ，4 4偏差( )5 6 22 ，2 9
57、- 2 6 96 2 2工况2B 1B 2B 3B 4平均风速( m s )2 4 7 82 1 4 22 2 5 5Z 2 7 62 2 8 8偏差( )S 3 l_ 6 3 8- 1 4 4- 0 4 9一次风风速测工况2C lC 2C 3C 4平均风速( m s )2 8 O l2 6 8 52 7 8 52 7 8 72 7 6 4量工况2偏差( )1 3 22 8 80 7 5O 8 l工凇D lD 2D 3D 4平均风速( m s )2 9 8 22 6 7 l2 8 22 9 9 5Z 8 5 8偏差( )4 3 7- 6 5 4- 2 ，6 44 8 l工况2E lE 2E 3
58、E 4平均风速 m s )2 6 1 12 2 7 l2 5 5 42 6 3 92 5 1 9偏差( )3 6 59 8 31 4 04 7 8工况3A lA 2A 3A 4平均风速( m s )2 0 4 51 9 1 01 7 0 51 9 5 11 9 0 3偏差( )7 4 9睁3 7- I O 4 l2 5 5工况3B lB 2B 3B 4平均风速( m s )2 0 2 51 7 3 91 9 O l1 7 6 81 8 5 8偏差( )8 9 86 4 22 2 9_ 4 8 6一次风风速测工况3C lC 2C 3C 4平均风速( m s )1 9 5 7l S 5 l1 9
59、3 82 0 ，l l1 9 3 9量工况3偏差( )D ，9 l- 4 5 3町0 53 6 7工况3D lD 2D 3D 4平均风速( m s )1 9 8 51 7 2 71 9 9 3Z O 8 21 9 4 偏差( )1 9 81 1 3 02 3 96 9 3工况3E lE 2E 3E 4平均风速( m s )1 7 8 51 5 5 l1 8 4 41 8 5 l1 7 5 8煸羞( )1 5 41 1 7 74 9 25 3 l3 ) 炉膛空气动力场试验锅炉冷态空气动力场试验采用相似摸化的方法在冷态条件下模拟热态状况下的炉内气流流动状况根据相似理论，这种模拟能够成立需要满足下面
60、三个条件：( 1 ) 几何相似条件因为在实炉上进行冷态试验，几何相似条件自然满足。( 2 ) 炉内气流运动状态进入自模化区研究表明，对于多层四角布置燃烧器的锅炉而言，当炉内上升气流的雷诺数R e超过临界雷诺数( 约为7 5 x 1 0 4 ) 时，炉内气流运动即进入自模化区。3 8华中科技大学硕士学位论文( 3 ) 流动边界条件相似临界边界条件相似要求冷热态下的一，二次风射流动量比相等。根据一、二次风射流动量比相等计算出的模拟风速值见表4 - 1 7 。表4 - 1 7 冷态炉内空气动力场模拟试验风速设计值热态风温冷态风温热态风速( m s )冷态风速( m s )( )( )一次风8 03
61、02 51 9二次风3 1 7 53 04 72 7根据表4 1 7 进行配风，可满足冷热态动量比相等，同时可保证炉内气体流动进入自模化区。当冷态模拟的三个条件得到满足后，理论上认为冷、热态下炉内气体流动基本相似，此时通过飘带法和纸屑法来获得冷态下的炉内气流的组织情况，以此反映出热态条件下炉内烟气流动状况。炉膛空气动力场试验进行了以下项目：切圆直径测量投运一、二次风，在炉内十字方向等距离安装飘带，观察飘带形态，同时对炉内气流进行测量，观察旋转气流切圆直径大小表4 - 1 8 1 次风切圆直径前后墙方向测量数据1期区一次风切圆真径测量前后墙方向测量数据9 8 一1 蟛s8 777 蹲3 8 1町
62、6酉l 气缸皤85 8群I 黼胃每喜- 2 ll 善黼旆。孺辨一l 一8 I 一一一I觥l 一夕夕矿夕妒妒o ! 护夕p 测点与炉膛中心距离( - 值为前墙侧，+ 值为后墙侧) 单位：m华中科技大学硕士学位论文表4 - 1 8 - 2 一次风切圆直径左右墙方向测量数据从试验结果可以看出，一次风切圆直径前后墙方向为9 米左右，左右墙方向为l O米左右，炉膛中心有明显的无风区，无风区直径约为5 米从长飘带试验结果来看，B 层燃烧器射流较差，略有偏斜，但无明显刷墙现象，其余各层正常。从纸屑试验结果来看，二次网气流醛暖口射出，气流在炉内形成切圆，没有气流直接冲刷水冷壁的现象，炉膛中心抛放纸屑，纸属随气
63、流在炉内旋转，说明炉内气流旋转较好。总的来讲，群5 炉切圆大小合适，气流充满度好，气流无明显偏斜。贴壁气流测量投运一二次风，在炉内对贴壁气流进行测量，贴壁风速分布见图4 2 。图4 - 2 贴壁风速分布图华中科技大学硕士学位论文由试验结果可以看出四面墙贴壁风均较小，炉膛气流充满程度好。结论与建议( 1 ) 锅炉切圆大小合适，贴壁风速低，气流充满度好，气流无明显偏斜刷墙现象。( 2 ) 从层l 角和C D 层2 角挡板特性差，已经对两挡板进行检修，确保四角风速均衡。4 2 撑5 锅炉制粉系统性能调整试验沙角A 电厂# 5 锅炉的制粉系统采用R P - 8 6 3 碗式中速磨煤机正压直吹式制粉系统
64、，每炉配有5 台磨煤机，M c R 工况下4 台磨煤机运行，1 台备用。每炉配备两台一次风机，将冷风送入两台空气预热器中加热，热风经热风道汇集至热一次风母管；同时，一次风机出口各引一股冷风至冷一次风母管，根据磨煤机需要将热风、冷风混合后送入磨煤机加热、干燥原煤每炉设有两台密封风机，一台运行，一台备用，密封风从冷一次风母管引入，经密封风机增压后进入密封风母管，每台磨煤机有两路密封风，一路送到磨煤机磨盘、磨辊，另一路至磨煤机出口隔绝门。试验内容主要包括A 5 炉5 台磨煤机挡板特性试验、A 、B 、D 、E 磨煤机出力特性试验、C 、E 磨煤机风量特性试验、A 、C 磨煤机变加载力试验、磨煤机出口
65、风粉分配特性试验等项目，通过试验，对五台磨煤机的煤粉细度进行了调整，使得五台磨煤机的煤粉细度都达到燃烧要求，同时得到了制粉系统最佳运行工作卡片。1 ) 分离器挡板特性试验磨煤机出力维持在最大出力的8 0 左右，在不同的分离器挡板开度下，测定煤粉细度、磨差压、石子煤排放量、磨煤机功率等参数，确定挡板开度与煤粉细度的关系，为燃烧优化调整改变煤粉细度及今后运行提供依据。2 ) 磨煤机风量特性试验维持分离器挡板和磨辊加载力不变，在正常的磨煤机出力条件下，改变磨煤机通风量，测定煤粉细度、磨差压、石子煤排放量、磨煤机功率等参数，确定通风量对制粉系统运行性能的影响。3 ) 磨煤机出力特性试验维持分离器挡板和
66、磨辊加载力不变，在三个不同的出力条件下测量给煤量、风量、4 1华中科技大学硕士学位论文石子煤量、磨差压等值。试验中风量按风煤比变化曲线进行调整。4 ) 磨煤机变加载力试验加载压力对煤粉细度和磨煤功耗有一定影响。分别在不同加载压力下，测量磨功率、煤粉细度、石子煤量等参数，寻找在合适的加载力下，磨煤机有较好的运行状况，功率较低，又可获得适宜的煤粉细度。5 ) 一次风管热态粉量分配特性试验在磨煤机出1 3 四根一次风管上，用等速取样法抽取煤粉样，对各管中所取的煤粉样进行称重，确定磨煤机出口一次风管中的粉量偏差。4 2 1 试验方法一次风至燃烧器图磨煤机试验测点布置示意图1 ) 试验测点布置l 煤粉取
67、样、风量、静压测点2 石子煤3 原煤取样华中科技大学硕士学位论文图4 3 磨煤机试验测点布置示意图制粉系统调整试验中，需要测量煤粉管道内的粉量、风量和煤粉细度，以及磨煤机通风量、功率、各处静压等，试验测点布置图参见图1 。2 ) 试验方法简介试验依据电力工业部1 9 9 2 年颁发的电力行业标准磨煤机试验规程( D I A 6 7 9 2 ) ，并参照其它有关标准执行磨煤机热态试验要测试磨煤机在不同运行工况下的运行特性，确定磨煤机的最佳运行工况。运行特性指标包括磨煤机通风量，煤粉细度、磨煤电耗、磨煤机差压、磨煤机电流、石子煤排量等，其中各主要参数的测量方法分述如下：图4 - 4 平头式煤粉等速
68、取样装置及其取样系统磨煤机通风量：通过磨煤机入口测风装置测量，对该测风装置在磨煤机热态试验前已进行了标定工作，风量可直接由表盘读得；同时在磨煤机出口四根一次风管测量风速和风量以校核表盘显示风量的准确性。煤粉取样：采用图所示的平头式等速取样器，通过磨煤机出口每根煤粉管道上安装的取样点，按等截面法在每点抽取相同的时间，并调节抽气器负压，使得在每一取样点取样器的内外静压平衡，从而保证所取的煤粉样具有较好的代表性。每根管道所取煤粉均用天平称量，混合后用孔径分别为2 0 0 l u m 、9 0 1 u m 和7 5 岫经过标定的分析筛进行筛分，得到各粉样的细度R 2 0 0 、R 9 0 和R 7 5
69、 。利用下式计算粉样的煤粉均匀性指数1 1 ：华中科技大学硕士学位论文功率测量：磨煤单耗：通风单耗：k 吐l O O ，) 也期打2 面矿一j g 面磨煤机和一次风机的电机功率使用各自的电度表测量。磨煤单耗E I I l 等于磨煤机功率P 与磨煤机出力B 。之比；亡- 2 瓦k w 从通风单耗E 等于一次风机的功率P 占磨煤机出力B 。之比：( 4 1 )( 4 - 2 )E ，：生吃kwht(4-3)制粉单耗：制粉单耗为磨煤单耗与通风单耗之和：E = F 。+ E tk W l 价( 年4 )石子煤排量：每个工况在一定的时间间隔内，称量石子煤箱内排出的石子煤量，计算出石子煤排量。煤粉管道风量
70、：用靠背管测量各煤粉管道的风粉混合物的动压P 蜥，管道内风粉混合物的流速可按下式计算；肚叫等毗4 ，式中p 为气流密度，k g m 3k k b i 为靠背管系数。，即可求得每根煤粉管道的风量。其它参数如磨煤机差压、进出1 3 温度、热风门开度、冷风门开度、磨煤机电流、一次风机电流等由表盘指示获得。4 2 2 试验结果及分析1 ) 磨煤机挡板特性试验根据磨煤机摸底试验结果，五台磨的煤粉细度R 9 0 分别为2 7 、2 7 5 、3 2 、3 1 、华中科技大学硕士学位论文3 3 2 ，可以看出除A 、B 磨外其余3 台磨的煤粉细度偏粗，考虑A 磨在最下层，因此对B 、C 、D 、E 磨进行了
71、磨煤机挡板特性试验。( 1 ) B 、C 、D 、E 磨煤机挡板特性试验结果B 、C 、D 、E 磨分别都进行了分离器挡板在不同开度的试验，分两个工况的磨煤机出力、磨煤机液压油压和表盘风量数据在附表l 2 。挡板开度下调后，煤粉细度R g o 和R 2 0 0 都相应的得到降低，磨煤机功率随挡板关小而增加，功率却得到增加。通过调整，煤粉细度降低明显，能够达到燃烧要求2 ) 磨煤机风量特性试验结果磨煤机通风量减少，通风单耗降低，总的制粉单耗有所降低，煤粉细度降低。但如果风量太小，一次风速太低，会引起堵管及一次风喷口的烧损，不宜过少，最佳风量控制分别是B 磨4 4 0 0 0 m 3 h ，C 磨
72、4 3 0 0 0 m 3 h ，E 磨在3 5 0 0 0 m 3 h 左右。数据在附表3 4 。3 ) 磨煤机出力特性试验结果磨煤机出力降低，煤粉细度有所降低，石子煤量减少，但制粉单耗有较大程度的增加，为了保证磨煤机的运行经济性，应当尽量使磨煤机在大出力下运行。数据在附表5 6 。4 ) 磨煤机加载力试验结果加载力增加对煤粉细度影响很少，但会增加制粉单耗，在目前煤粉细度能够满足燃烧的要求情况下，采用较小的加载力，维持在5 5 M P a 即可。5 ) 热态磨煤机出口粉量分配特性试验结果热态磨煤机出口一次风管粉量分配特性试验结果见附表7 。试验结果表明C 磨煤机分配特性最好，最大粉量分配偏差
73、为7 7 8 ，其余几台磨粉量分配特性均较差，A 磨最大粉量分配偏差为A 3 管的2 9 ，B 磨最大粉量分配偏差为B 3 管的_ 4 0 7 2 ，D 磨最大粉量分配偏差为D 1 管的4 4 3 3 ，E 磨最大粉量分配偏差为E 3 管的- 2 7 6 2 。华中科技大学硕士学位论文附表IA5 炉磨煤机试验结果- B ，C 磨挡板特性试验B 磨C 磨序号测试项目单位工况2工况6工况3工况7l机组负荷M W3 0 02 8 83 0 02 8 82投运磨煤机A B C DA B C DA B C DA B C D3给煤机转速R m i n5 6 l5 8 26 0 05 8 74磨煤机出力T
74、l l3 0 73 2 53 0 23 0 55分离器挡板开度( 3 ，6 5 )( 6 3 6 5 )( 4 5 5 )( 6 5 6 5 )6氮气压力M p a5 5 05 5 05 55 57磨入口风压k p a6 96 96 563实测一次风量m 3 h6 8 8 2 86 4 4 7 39表盘一次风量m h4 7 9 5 24 4 8 0 84 5 8 9 53 3 6 6 6磨入口温度2 6 7 22 7 0 82 7 1 72 6 7 5l l磨出口温度8 4 87 7 38 37 7 21 2磨煤机差压k p a3 83 83 2 23 1 41 3磨煤机电流A3 l3 22
75、82 91 4磨煤机功率k w2 4 02 5 52 1 02 4 01 5一次风机电流A6 45 9 56 45 9 51 6一次风机功率k w3 2 12 9 3 2 53 2 12 9 3 2 51 7磨煤单耗K w h t5 。76 77 O7 9】8通风单耗K w h t1 0 59 01 0 69 61 9制粉单耗K w h t1 8 31 6 91 7 61 7 52 0煤粉细度R 2 0 0444 83 62 lR 9 02 7 52 63 22 7 22 22 3煤粉均匀性指数1 11 11 2 2 81 1 7 42 4石子煤排量K g h1 51 71 01 34 6华中
76、科技大学硕士学位论文附表2A5 炉磨煤机试验结果D 、E 磨挡板特性试验D 磨E 磨序号测试项目单位工况2工况6工况3工况7l机组负荷M W3 0 02 8 82 9 22 9 32投运磨煤机A B C DA B C DA B C EA B C E3给煤机转速R m i n5 7 75 4 86 1 25 8 04磨煤机出力T m3 0 12 9 42 9 52 9 75分离器挡板开度( 5 4 )( 6 5 6 5 )( 3 0 5 )( 6 5 )6氮气压力M p a5 5 05 5 05 55 57磨入口风压k p a6 45 96 0 25 98实测一次风量n 1 3 I I5 9 0
77、 7 75 4 1 6 19表盘一次风量m h3 5 6 9 12 9 4 5 74 0 3 0 83 4 9 0 0磨入口温度2 7 6 92 7 4 12 5 9 32 6 3 2l l磨出口温度7 9 67 7 48 1 78 0 91 2磨煤机差压k p a1 5 41 8 74 3 74 3 71 3磨煤机电流A3 03 12 83 11 4磨煤机功率k w2 3 52 4 52 0 52 5 51 5一次风机电流A6 45 9 56 1 55 9 51 6一次风机功率k w3 2 l2 9 3 2 52 9 52 9 7 51 7磨煤单耗K w h t7 S8 36 98 61 8
78、通风单耗K w h tl O 71 0 O1 0 01 0 01 9制粉单耗K w h t】S 31 8 31 6 91 8 62 0煤粉细度R 2 0 03 6O 87 21 62 lR 9 03 I1 43 3 21 82 22 3煤粉均匀性指数1 3 0 61 1 2 51 0 8 91 1 0 22 4石子煤捧量K g h2 02 52 02 54 7华中科技大学硕士学位论文附表3A5 炉磨煤机试验结果B 、C 磨变风量试验B 磨C 磨序号测试项目单位工况】O工况1 3工况工况1 4l机组负荷M W2 9 82 9 72 9 82 9 72投运磨煤机A B C EA B C EA B
79、C EA B C E3给煤机转速R m i n5 5 85 7 96 2 26 2 14磨煤机出力T l l3 l3 1 83 1 63 1 15分离器挡板开度( 3 ，6 5 )( 6 3 6 5 )( 6 5 6 5 )( 6 5 6 5 )6氮气压力M p a5 5 05 5 05 55 57磨入口风压k p a65 86 15 88实测一次风量m l6 9 1 3 96 5 7 6 49表盘一次风量m h4 6 7 8 94 3 8 1 74 8 9 4 94 2 4 9 8磨入口温度2 6 9 22 7 0 62 6 6 62 6 8 51 1磨出口温度8 0 97 6 77 3 2
80、7 2 71 2磨煤机差压k p a5 6 15 43 1 93 O1 3磨煤机电流A3 13 22 92 91 4磨煤机功率k w2 4 02 4 5 02 3 02 3 01 5一次风机电流A6 0 55 8 56 0 55 8 51 6一次风机功率k w2 9 8 82 8 3 72 9 8 82 8 3 71 7磨煤单耗K w h t7 77 77 37 41 8通风单耗K w h t9 68 99 59 。l1 9制粉单耗K w h t1 7 41 6 61 6 71 6 52 0煤粉细度R 2 0 043 63 63 82 lR 9 02 62 3 62 7 22 6 82 2煤粉
81、均匀性指数1 11 O1 1 7 41 12 3石子煤捧量K g h1 71 91 31 4华中科技大学硕士学位论文附表4A5 炉磨煤机试验结果E 磨变风量试验E 磨序号测试项目单位工况1 2工况1 5l机组负荷M W2 9 82 9 72投运磨煤机A B C EA B C E3给煤机转速R m i n5 7 05 8 24磨煤机出力T l l2 9 92 9 95分离器挡板开度( 6 ，5 )( 6 5 )6氮气压力M p a5 5 05 5 07磨入口风压k p a5 95 78实测一次风量m 3 m5 9 7 4 85 6 2 2 09表盘一次风量m J h3 7 7 8 93 4 6
82、2 5磨入口温度2 6 5 52 6 7 4l l磨出口温度7 6 47 4 41 2磨煤机差压k p a4 - 3 54 21 3磨煤机电流A3 l3 l1 4磨煤机功率k w2 5 52 5 51 5一次风机电流A6 0 55 8 51 6一次风机功率k w2 9 8 82 8 3 71 7磨煤单耗K w h tS 58 51 8通风单耗K w h t1 0 O9 51 9制粉单耗K w h t1 8 51 8 02 0煤粉细度R 2 0 01 6O 82 lR 9 01 81 6 22 22 3煤粉均匀性指数1 1 0 21 22 4石子煤排量K g h2 52 74 9华中科技大学硕士
83、学位论文附表5A5 炉磨煤机试验结果B 、c 磨变加载力试验B 磨C 磨序号测试项目单位工况1 3工况1 6工况1 4 3工况1 7l机组负荷M W2 9 73 0 02 9 73 0 02投运磨煤机A B C EA B C EA B C EA B C E3给煤机转速R m i n5 7 95 7 06 2 l6 0 34磨煤机出力研I3 I 83 1 73 1 13 0 85分离器挡板开度( 6 3 6 ，5 )( 6 3 6 5 )( 6 5 6 5 )( 6 5 6 5 )6氮气压力M p a5 5 06 o o5 56 0 07磨入口风压k p a5 85 65 85 78实测次风量m
84、 3 ，l l6 5 7 6 46 6 6 9 49表盘一次风量m 4 3 8 1 74 3 4 9 34 2 4 9 84 0 6 8 5磨入口温度2 7 0 62 6 9 82 6 8 52 6 9 11 1磨出口温度7 6 77 7 S7 2 77 4 41 2磨煤机差压k p a5 ，45 _ 33 O3 O1 3磨煤机电流A3 2 O3 2 02 9 02 9 O1 4磨煤枫功率k w2 4 5 o2 5 n O2 3 0 02 4 5 01 5一次风机电流A5 8 55 7 55 8 55 7 51 6一次风机功率k w2 8 3 72 8 1 02 8 3 12 8 1 O1 7
85、磨煤单耗K w h t7 77 97 48 O1 8通风单耗K w h t8 98 99 19 11 9制粉单耗K w h t1 6 61 6 81 6 51 7 ，12 0煤粉细度1 1 2 0 03 63 23 83 22 lR 9 02 3 62 3 22 6 82 6 42 22 3煤粉均匀性指数1 O1 11 11 22 4石子煤捧量I C g h1 91 51 41 5华中科技大学硕士学位论文附表6A5 炉磨煤机试验结果| E 磨变加载力试验E 磨序号测试项目单位工况1 3工况1 8l机组负荷M W2 92 4 82投运磨煤机A B C EA B C E3给煤机转速R r a i
86、n5 7 94 7 54磨煤机出力T l I3 1 82 5 75分离器挡板开度( 6 3 6 5 )( 6 3 6 5 )6氮气压力M p a5 5 05 5 07磨入口风压k p a5 85 38实测一次风量m 3 h6 5 7 6 46 4 8 6 49表盘一次风量m l l4 3 8 1 74 5 8 2 6磨入口温度2 7 0 62 5 2 8l l磨出口温度7 6 78 8 41 2磨煤机差压k p a5 44 91 3磨煤机电流A3 22 91 4磨煤机功率k w2 4 52 0 51 5一次风机电流A5 8 55 6 51 6一次风机功率k w2 8 3 72 6 5 01 7
87、磨煤单耗K w h t7 ，78 O1 8通风单耗K w h t8 9l O 31 9制粉单耗K w h t1 6 61 8 32 0煤粉细度R 2 0 03 62 82 lR 9 02 3 62 0 42 22 3煤粉均匀性指数1 O1 O2 4石子煤捧量K g m1 91 55 l华中科技大学硕士学位论文附表7热态磨煤机出口一次风管粉量分配特性试验结果A 磨项目降位卜l 管A 2 管A 3 管卜4 管| 平均煤粉取样量bf 1 8 41 4 31 0 2 51 1 4 81 1 扎3 8煤粉取样量偏差1 1 2 7 4 5F o 9 5 2 91 2 5 1B 磨项目睁位p l 管P 管p
88、 3 管P 4 管I 平均煤粉取样量k 9 91 1 4 3 5 5p o 2 5煤粉取样量偏差| 9 7 01 2 6 3 2卜o 7 21 4 7 lC 磨项目焯位c l 管| c 2 管| C 3 管| c 4 管| 平均煤粉取样量k9 7| s 81 8 59 09 0煤粉取样量偏差1 7 7 8p 2 2 5 5 6pD 磨项目P 位p l 管P 2 管p 3 管P 4 管| 平均煤粉取样量b1 6 2 5 7 71 2 2 5 7 7 5| 8 4 8 8煤粉取样量偏差I 卜2 6 4卜9 2 8 4 4 3 3 8 6 9E 磨项目P 位F l 管产2 管F 3 管P 管| 平均
89、煤粉取样量1 1 0 3 9| 7 1 6| 6 0 89 9 7| 8 4煤粉取样量偏差I p 3 6 9 1 4 7 6 2 7 6 21 8 6 94 3 本章小结通过# 5 炉冷态试验可以了解风门挡板的开度一流量特性；确定燃烧系统中配风的均匀性；掌握旋流燃烧器回流区域的大小及回流量的变化情况；了解四角喷燃方式的主气流切圆的大小、位置以及炉内气流充满度和涡流区的范围等气流分布情况；测量水冷壁帖壁风速和水平烟道风速的分布，从而掌握冷态炉内气流的流动规律。同时制粉系统性能优化调整试验可以掌握磨煤机设备的具体情况，并调整到最好，从而避免下章节进行配煤燃烧试验受到不必要因素的干扰，保证试验的结果
90、的准确性。华中科技大学硕士学位论文5 沙A 电厂角# 5 炉3 0 0 M W 机组配煤燃烧试验近几年来，由于煤炭市场全面放开市场化，经济且在高速发展，能源的问题越趋严峻，物流业的发展也造成运输成本的水涨船高，我厂紧张的时候，煤场的储量只能满足两三天的生产需要。煤炭供应紧张，造成电厂用煤种类复杂，来量多变，不易在容量较小的电厂煤场进行合理的分类，造成入炉煤性质无法确切知道，以致燃烧后引起锅炉结渣，飞灰含碳量高，锅炉灭火等一系列影响电厂锅炉安全经济运行的问题。因此有必要结合本厂来煤现状及锅炉设备情况进行合理配煤。煤场数字化管理及专家配煤系统的投入运行对配煤工作有了较便捷的理论指导意义，但需要在实
91、际生产中检验。因此以神华煤为例进行配煤燃烧试验。5 1 试验背景介绍沙角A 电厂的设计煤种是山西烟煤，由于几年来沙A 电厂的来煤中神华煤的比重越来越大，在无米可炊的用煤情况下，虽然曾经有些国内电厂单烧神华煤发生过严重结渣事故，但是由于神华煤的来厂价格相对与其他来煤低，其标煤单价比市场煤单价低1 1 0 元吨左右，出于经济的考虑，有效且安全地配烧神华煤显得尤为必要。采用沙角A 电厂的专家配煤系统指导神华煤进行配煤研究工作，试验的当时，由于沙角A 电厂的存煤情况的限制，专家配煤系统也只能给出5 种较为符合# 5 炉燃烧工况下的掺烧方案：1 ) 神华煤与同优( 5 ：5 ) 混煤燃烧试验( 3 0
92、0 M w 和2 7 0 M W 两种工况下) ；2 ) 神华煤与同优( 5 ：5 ) 分层混烧试验( 3 0 0 M w 和2 7 0 M W 两种工况下) ；3 ) 神华煤与优混( 5 ：5 ) 混煤燃烧试验( 3 0 0 M w 工况下) ；5 1 I 试验测点布置及测试方法A 5 炉试验测点布置及测试方法如下例：( 1 ) 原煤取样试验前在输煤皮带处取原煤样，取样后缩分出I 2 蛞原煤样封装，用于工业分析。( 2 ) 飞灰取样华中科技大学硕士学位论文飞灰在空气预热器后水平烟道处撞击式飞灰取样器取样，试验过程中连续取样。试验结束后缩分出5 0 0 9 飞灰样封装。( 3 ) 炉渣取样炉渣
93、在冷灰斗下碎渣机排渣口处接取。试验前排空炉渣，试验结束后排渣一次，接取渣样并缩分出约l k g 渣样封装。( 4 ) 排烟温度测量排烟温度在空预器出口水平烟道经网格法标定后采用多代表点测量。排烟温度用I 级精度K 型凯装热电偶测量，热电偶电势信号用万用表进行测量，同时测量环境温度。每问隔l O 分钟记录一次。( 5 ) 空预器入口烟气氧含量空预器入口烟气氧含量同样经网格法标定后采用多代表点测量。甲、乙两侧烟气样分别引入德国M & C 公司生产的烟气净化前处理装置，预处理后接X P M A - 1 0 型顺磁式氧q 量分析仪进行烟气中氧含量分析。每间隔1 0 分钟分析一次烟气样。( 6 ) 空预
94、器出口烟气氧含量空预器出口烟气氧含量采用和空预器入口烟气氧含量相同的测量方法。甲、乙两侧烟气样分别引入德国M & C 公司生产的烟气净化前处理装置，预处理后接入P M A ，1 0 型顺磁式氧量分析仪进行烟气中氧含量分析。每间隔l O 分钟分析一次烟气样。( 7 ) 一次风速测量在磨煤机出口煤粉取样孔处用经标定过的靠背测速管测量风粉混合物动压经计算得到一次风速。( 8 ) 大气条件环境温度、湿度及大气压力在送风机入口处测量，每间隔3 0 分钟测量一次。( 9 ) 其它运行参数其它运行参数均采用控制室运行监测数据。每间隔2 0 分钟记录一次。5 1 2 锅炉热效率计算方法及公式评估煤的特性对锅炉
95、效率的影响，用的最广泛的方法就是评估锅炉热损失，将锅炉损失分为排烟损失、飞灰和灰渣损失、化学未完全燃烧损失、散热损失等几部分计算。这种方法的优点在于：不必直接计算很复杂的锅炉各部分的换热效率，通华中科技大学硕士学位论文过得到各分项的损失值，从而可以分析出影响锅炉效率的因素H 6 4 7 l 。1 ) 锅炉热效率按反平衡法( 热损失法) 计算，公式如下；q = 1 0 0 q 2 + q 3 + q 4 + q q 6 ( 5 一1 )注：T I 一锅炉热效率，q 2 一排烟热损失，q 3 一可燃气体未完全燃烧热损失，q 4 一固体未完全燃烧热损失，q 5 一锅炉散热损失，q 6 一灰渣物理热损
96、失，2 ) 排烟热损失q 2排烟热损失q 2 为末级热交换器后排出烟气带走得物理显热占输入热量得百分率，按下式计算：q 2 = Q 2 Q 1 0 0( 5 - 2 )式中Q f 一输入热量，K J K g ；Q 2 一排烟带走的热量，K J K g ；按下式计算：Q 2 2 Q 2 甜+ Q 2 m o( 5 3 )式中Q 2 9 y 一千烟气带走的热量，K J K g ：Q 2 哟一烟气所含水蒸气的显热，I O K g ；干烟气带走的热量按下式计算：Q 2 盯= V 甜c 哪( O , - t o )式中9 p y 一排烟温度，：t o 环境温度，气体积。m 3 K g ：( 5 - 4
97、)：V 贸一每千克燃料燃烧生成的干烟C p - - - 干烟气从t D 至o p y 的平均定压比热，K J ( m 3 K )按下式计算：C P 舒= C p o 晓x R O J l 0 0 + C p 0 2 x 0 2 1 0 0 + C p N 2 N 2 1 0 0 + C p c o C O 1 0 0 ( 5 5 )式q b R 0 2 ，0 2 N 2 c 0 一分别为排烟干烟气中三原子气体，氧气，氮气和一氧化碳的容积含量百分率，；华中科技大学硕士学位论文C p c 0 2 C 吣C P C 心。一分别为各气体的平均定压比热，K J ( m 3 K ) ；分别以下式计算：c
98、脚。1 5 9 9 8 1 + 1 0 7 7 3 2 x 1 0 4 0 阿一7 7 0 6 7 5 x 1 0 7 0 f + 3 4 3 5 1 9 1 0 4 0 0 p y 3 ( 5 - 6 )C p o ：= I 3 0 5 8 6 + 8 2 2 4 3 4 x 1 0 4 0 阿+ 4 0 0 1 5 8 x l O - 7 0 p y 2 - 3 9 2 5 9 2 x 1 0 1 0 0 盱3( 5 7 )c 州：= 1 2 9 4 6 5 7 3 1 8 5 2 1 矿o p y + 1 7 9 5 2 3 x 1 0 o d 6 3 8 8 9 0 x 1 0 0 0
99、 阿3( 5 8 )C p 1 5 0 0优混3 5 80 0 33 6 62 0 23 4 3 94 8 0 7o 2 30 。7 0 1 5 0 0神华1 3 7 00 9 ll O 5 00 4 95 4 82 5 3 5O 4 22 5 l1 3 6 0华中科技大学硕士学位论文输入神华煤的灰成分数据后，支持向量机模型( 软件系统) 对其灰熔点和配煤的灰如表5 一1 1 所示表5 - 1i对神华配煤的灰熔点预测l煤种名称配比比例灰熔点( )l神华与同优配5 ：51 4 8 6ll神华与优混配5 ：51 4 7 5表5 一1 2 试验用配煤的计算数据配比挥发分低位发热量全水分固定碳全硫分灰
100、熔点煤种名称比例( )( k J g )( )( )( )( )神华3 与同优配4 ：62 9 82 31 1 65 2 60 8 2 81 3 6 0神华3 与优混配4 ：62 9 72 2 71 25 1 90 8 6 41 3 l O神华4 与同优配5 ：53 1 62 3 4l O 85 1 70 7 5 31 3 2 0神华4 与优滗配5 ：53 I 52 3 11 1 15 l0 7 8 21 2 9 0神华与同优配5 ：53 0 6 52 3 31 2 4 55 5 8 4O 5 81 4 4 8神华与优混配5 ：53 1 9 l2 3 Ol O 6 85 9 6 20 9 61
101、 4 3 6表5 1 3 对神华配煤的灰熔点预测与实验分析对比煤种名称配比比例实测灰熔点( )预测灰熔点( )误差( )神华与同优配5 ：51 4 4 81 4 8 62 6神华与优混配5 ：51 4 3 61 4 7 52 7表5 1 4 试验结果项目o 矿C e ,C kq 2q 41 1 - ( )( )( )( )( )( )工况工况l1 3 5 50 8 23 6 35 1 30 7 79 3 5 4工况21 3 7 60 3 4l _ 35 4 9O 2 49 3 7 2工况31 3 2 40 2 81 2 75 3 6O 2 69 3 7 0工况41 3 3 60 2 5O 8
102、85 5 2O 1 79 3 6 7工况51 3 8 40 8 82 0 95 0 60 4 99 3 8 86 4华中科技大学硕士学位论文表5 - 1 5N O x 与s 0 2 测试结果汇总表项目s 0 2 t 吲o ，N C M 删0 ，工况R G D 出口R G D 出口工况l7 0 黔4 0 1工况27 2 9 74 4 5工况36 6 7 93 7 5工况46 9 1 83 9 0工况51 3 3 0 84 5 7注；工况h3 0 0 M W 神华( 5 ：5 ) 同优配全炉混烧工况2 ：3 0 0 M W 神华( 5 ：5 ) 同优配分层混烧工况3 ：2 5 0 M W 神华(
103、5 ：5 ) 同优配全炉混烧工况4 ：2 5 0 M W 神华( 5 ：5 ) 同优配分层混烧工况5 ：3 0 0 M W 神华( 5 ：5 ) 优混配全炉混烧表5 一1 6 热效率计算结果汇总工况单位规定l2345试验日期记录0 6 - 3 1 l0 6 - 3 1 20 6 - 3 1 l0 6 _ 3 1 20 岳3 - 1 31 燃煤分析C 蕾试样分析5 9 1 05 8 6 45 9 1 05 8 6 45 9 6 2H 盯试样分析3 7 83 8 93 9 23 8 93 9 5O 玎试样分析8 9 88 9 I8 9 88 9 l9 0 6N 盯试样分析0 9 70 9 40 9
104、 70 9 4O 9 5S 试样分析0 9 70 9 60 9 70 9 60 9 7M t试样分析1 1 0 91 3 6 31 1 0 91 3 6 38 2 3A 盯试样分析1 51 3 0 31 51 3 0 31 7 2V “试样分析3 0 3 63 0 5 33 0 3 63 0 5 33 1 8 2Q 嘣暂K J ，I ( g试样分析2 3 1 3 82 2 6 1 72 3 1 3 82 2 6 1 72 4 1 1 32 水和蒸汽试验时蒸发量t m表盘记录9 2 69 3 77 4 97 5 79 3 3给水温度表盘记录2 8 12 8 12 7 12 7 12 8 j华中科
105、技大学硕士学位论文续上表工况单位规定123453 烟气分析排烟氧含网格测量4 0 34 4 45 2 55 2 l4 1 5量摊烟温度网格测量1 3 0 8 61 3 0 4 51 2 8 8 41 2 9 4 61 2 7 2 64 空气送风机入测量2 2 52 3 22 4 22 3 41 1 3口空气温度5 废、渣特性炉渣可燃试样分析3 6 31 31 2 7O 8 82 0 9物含量飞灰可燃试样分析0 8 20 3 4O ，2 80 2 5O 8 8物含量6 锅炉热效率排烟热损计算5 2 l5 5 55 3 65 5 35 3失化学未完计算0OOOO全燃烧热损失同体未完计算0 7 70
106、 2 4O 2 6O 1 70 4 9全燃烧热损失散热损失计算0 4 6O 4 60 5 7O 5 70 4 6灰渣物理计算O 。I OO 0 9O 1 0O 0 9O 1 2热损失热损失总计算6 5 46 3 46 3 06 3 56 3 6和锅炉热效计算9 3 4 69 3 6 69 3 7 09 3 6 59 3 6 4室7 修正锅炉热效率排烟热损计算5 1 35 4 95 3 65 5 25 0 6失修正后捧计算1 3 5 5 41 3 7 6 41 3 2 3 91 3 3 5 51 3 8 “烟温度修正后锅计算9 3 5 49 3 7 29 3 7 09 3 6 79 3 8 8炉
107、热效率华中科技大学硕士学位论文结论；1 ) 3 0 0 M W 锅炉掺烧神华煤后主蒸汽流量、温度、压力均能达到设计要求，设备状况良好，锅炉效率高，可作为掺烧煤种。2 ) 神华( 5 ：5 ) 同优配在3 0 0 M W 负荷下燃烧，分层混烧的热效率9 3 7 2 全炉混烧的热效率9 3 5 4 ；5 种工况下试验结果表明神华( 5 ：5 ) 优混配在3 0 0 M W负荷下燃烧的热效率是最高的为9 3 8 8 ，均远高于燃用设计煤种时的热效率。3 ) 配烧试验获得的灰分最高是1 7 - 2 小于同优煤的灰分1 9 2 8 和优混煤的灰分2 0 8 3 ，减少了炉膛燃烧灰分的产生量，同时也降低炉
108、内结渣和腐蚀的危害程度。4 ) 通过配煤掺烧，可以克服神华煤灰熔点低的缺陷，降低非神华煤设计锅炉燃用神华煤的结渣倾向。同时可利用神华煤发热量高、灰分低、硫分低、易燃的特点，配烧一些劣质的煤种，以缓解电厂煤源紧张的问题，提高机组效率，降低供电煤耗，减少污染物( S 0 2 、N O x 等) 的排放，为企业带来较好的经济效益。5 ) 在煤源供应紧张的情况下，神华煤掺煤燃烧的成功，神华公司供应量在沙角A 电厂由2 0 0 4 年的1 6 万吨增加至6 2 4 4 5 8 万吨，按2 0 0 5 年神华煤运、散户标煤全年的平均单价分别为4 9 6 0 4 和6 1 2 4 3 元，吨，2 0 0 5
109、 年我厂燃烧神华煤运约6 2 4 4 5 8万吨，仅此一项年节约燃料资金：6 1 2 4 3 元吨6 2 4 4 5 8 万吨- - 4 9 6 0 4 元吨6 2 4 4 5 8 万吨= 7 2 6 8 1 万元；6 7华中科技大学硕士学位论文6 1 结论6 结论与建议1 ) 拌5 炉掺烧神华煤试验测得5 种工况下热效率都在9 3 以上，神华( 5z5 ) 同优配在3 0 0 M W 负荷下燃烧，分层混烧的热效率9 3 7 2 全炉混烧的热效率9 3 5 4 ，分层燃烧效果较好。2 ) 5 种工况下试验结果表明神华( 5 ：5 ) 优混配在3 0 0 M W 负荷下燃烧的热效率是最高的为9
110、3 8 8 。而设计煤种在负荷2 7 0 M W 的热效率8 8 O 和3 0 0 M W 的热效率8 7 8 6；掺烧后的锅炉热效率得到比设计煤种高很多，保证了机组的高效性和经济性。3 ) 配煤试验获得的灰分最高是1 7 2 小于同优煤的灰分1 9 2 8 和优混煤的灰分2 0 8 3 ，减少了炉膛燃烧灰分的产生量，同时也降低了炉内结渣和腐蚀的危害程度。4 ) 通过配煤掺烧，可以克服神华煤灰熔点低的缺陷，降低非神华煤设计锅炉燃用神华煤的结渣倾向。6 2 建议1 ) 神华煤作为一种煤炭资源，在煤炭市场紧张的情况下，对我厂保证发电任务的顺利完成起到了重要的作用。掺烧神华煤在我厂3 0 0 M W
111、 锅炉上燃烧是可以的，但因神华煤本身高挥发性和水分大以及易结渣的特性，使得掺烧过程中要需要加强配风调整控制；以实现锅炉安全高效燃用神华煤。神华煤的价格相对其他煤价格较低，掺烧有利于降低发电成本。2 ) 通过掺烧试验，合理配煤，每天及时准确地提供入炉煤的工业分析和灰熔点，供锅炉运行人员参考，以利确定一、二次风量、风速、合理的过剩空气量、风煤比、煤粉细度，燃烧器倾角或旋流强度及不投油最低稳燃负荷等，有利于锅炉燃烧调整。3 ) 在目前煤炭供应紧张的形势下，混煤掺烧将要长期实旆因此，需要对典型不同煤种混煤的燃烧特性( 如着火、燃烬、结焦特性等) 作更深入的研究，并且要尽快对我厂2 0 0 M W 锅炉
112、掺烧进行研究试验，以保证各种煤种能高效配混以适应本厂的2 0 0 M W 和3 0 0 M W 锅炉的安全经济运行。6 3华中科技大学硕士学位论文致谢本论文是在导师陈刚教授的亲切关怀和悉心指导下完成的。从最初论文的选题到最后论文定稿，都得到了陈老师的大力指导和帮助，在我撰写论文的过程中，陈老师还给我提供了相关文献资料，提出了许多修改意见，使我的论文得以顺利完成。值得一提的是，陈老师严谨的治学作风，渊博的专业知识，一丝不苟的工作态度给我留下了极其深刻的印象，它将使我终身受益值此论文完成之际，本人谨向导师表示衷心的感谢和崇高的敬意l 同时也向在工程硕士班学习过程中所有的授课老师表示衷心的感谢!感谢
113、张炳聪主任、李仲业主任，邱福岗专工对我的论文的关心和帮助，他们给我提供了有关文献资料并提出许多好的建议和鼓励。感谢燃料部彭树婷提供煤场管理方面的资料，感谢热效率组提供给我各种煤质的特性分析资料。感谢工程硕士班班委和全体同学，正是这个团结战斗的集体让我学到很多东西，成为我成长的力量和源泉。黄永怀2 0 0 6 1 0 8华中科技大学硕士学位论文参考文献【1 】马凯我国当前的能源形势与“十一五”能源发展国家发展和改革委网站【2 】英国石油公司( B P ) 2 0 0 2 年世界能源统计年评2 0 0 3【3 】耿彤2 0 0 2 年世界能源市场综述明国际石油经济，2 0 0 3 ，1 1 ( 7
114、 ) ：3 8 - 4 2【4 】我国煤炭供应能力增长超常供求失衡将不可避免s o h u c o m , 产经新闻，2 0 0 6 ,8 ，2 2 5 】许传凯，许云松我国6 0 0 M w 级机组燃煤锅炉的发展叨中国电力，1 9 9 9 ，3 2 ( 7 ) ：1 6【6 1 赵龙章、都宁、贾德仁等大容量燃煤锅炉用煤状况的调研分析阴热力发电，1 9 8 8 ，( 5 ) ：1 - 1 0【7 】世界银行碧水蓝天展望2 l 世纪的中国环境【M 】北京：中国财经经济出版社。1 9 9 7【8 】吴含蕴煤质对发电厂运行和成本的影响【J 】中国电力，1 9 9 6 ，2 9 ( 9 ) ：3 2
115、- 3 5【9 】胡伟峰北仑电厂6 0 0 M W 机组的燃烧调整及其对热效率的影响田浙江电力，1 9 9 7 ( 3 ) ：6 7 0 1 0 】J u nZ h a n g ，J i a n - w e iY u a n , C h a n g - D o n gS h e n ge ta l ，C h a r a c t e r i z a t i o no fc o a l su t i l i z e di np o w e rs t a t i o n so f C h i n a J F u e l ，2 0 0 0 ，( 7 9 ) ：9 5 1 0 2【1 I 】J H a
116、s s ，M T a m a r a , R W e b b e r C h a r a c t e r i s a f i o no fc o a lb l e n d sf o rp u l v e r i z e dc o m b u s t i o n 【刀F u e l ，2 0 0 1 ，8 0 ( 1 3 ) ：1 3 1 7 - 1 3 2 3【1 2 1 熊友辉，孙学信动力用煤及燃烧特性的研究手段和方法田煤质技术，1 9 9 8 ( 5 ) ：2 7 - 3 l【1 3 】于敦喜，孙学信煤质对电站锅炉运行的影响及对策【J 】华中电力，2 0 0 1 ，1 4 ( 2 ) ：l
117、 O 1 3【1 4 】熊友辉，孙学信煤质特性对电站发电成本的影响川河北电力技术，1 9 9 9 ，18 ( 4 ) ：6 1 l【1 5 】王雅勤煤质变化对锅炉运行安全性与经济性的影响川华北电力学院学报，1 9 9 1 0 ) ：7 2 - 8 1【1 6 】R o b e r tF i e t e rV a nD e rL a n s ，P e t e rG l a r b o r g ，K i mD a m J o h a n s e n , P o u lK n u d s e n ，G e r r yH e s s c l m a r ma n dP e t e rH e p b u
118、 r n I n f l u e n c eo fC o a lQ u a l i t yO nC o m b u s t i o nP e r f o r m a n c e J F u e l ，1 9 9 8 ，7 7 ( 1 3 ) 1 3 1 7 - 1 3 2 8华中科技大学硕士学位论文 1 7 1 陈文敏，张自勋，陈怀珍，动力配煤【M 】北京：煤炭工业出版社，1 9 9 9【1 8 】吴东垠，马玉峰燃煤锅炉在低负荷和煤种变化时的稳定燃烧和燃烬阴中国能源，1 9 9 9 ( 9 ) ：4 0 - 4 2【1 9 1S S u , J LP o h l ，D H o l e o m
119、ee ta l ，T e c h n i q u e st od e t e r m i n ei g n i t i o n , f l a m es t a b i l i t ya n db u r n o u to f b l e n d e dc o a l si nP p o w e rs t a t i o nb o i l e r s J P r o g r e s si nE n e r g ya n dC o m b u s t i o nS c i e n c e ，2 0 0 1 ，2 7 ( 1 ) ：7 5 9 8 2 0 】D a v i s , kA H u r
120、 t , RH Y a n g ，N YC a n dH e a d l e y E v o l u t i o no fC h a rc he m i s t r y , e r y s t a l l i n i t ya n du l t r a f i n es t r u c t u r ed u r i n gp u l v e r i z e dc o a l J C o m b u s ti o na n dF l a m e , 1 9 9 5 ，1 0 0 ( 1 - 2 ) ：3 1 - 4 0f 2 l 】Z e n gH CY a oB Q i uJ R S t u
121、d i e so fc o m b u s t i o na n ds l a g g i n gc h a r a c t e r i s t i c so fa n t h r a c i t eb l e n d sw i t hb i t u m i n o u sc o a l J R a n s h a oK e x u eY uJ i s h u ( C h i n e s e ) ，1 9 9 6 ，2 ( 2 ) ：2 6 2 9【2 2 】R e m k eS ，Z e l l 【o w s I 【iJ L a b - s c a l ei n v e s t i g a
122、t i o n so f i g n i t a b i l i t ya n df l a m es t a b i l i t yo fp u l v e r i z e dc o a l s 田D G M KT a g u n g s b e r i c h t e9 7 0 3 ，P r o c e e d i n g sI C C S9 7 ，1 9 9 7【2 3 】A ，R u s h d i ，A s h a r m a , & G u p t a A ne x p e r i m e n t a ls t u d yo fc o a lb l e n d i n go na
123、s hd e p o s i t i o n J F u e l ，2 0 0 4 ，8 3 ( 2 ) ：4 9 5 - 5 0 6 2 4 】M o r g a nP A , R o b e r t s o nS D ，U n s w o r t hJ F C o m b u s t i o ns t u d i e sb yt h e r m og r a v i m e t r i ea n a l y s i s ：2 C h a ro x i d a t i o n J F u e l ，1 9 8 7 ，6 6 ( 1 ) ：8 8 9 7【2 5 】刘彤，常连生，庞力平等火电厂
124、的煤质工程分析方法川现代电力，1 9 9 9 ，1 6 ( 4 ) ：1 4 1 9 2 6 】周明祥，谈谈煤的特性与电力生产明煤质技术，1 9 9 9 ( 3 ) ：1 3 1 7【2 7 】D o u gB o y l a n , V a n nB a s h , D a v i dIB r a n s h y S w i t c h g r a s se o f i r i n g ：p i l o ts c a l ea n df i e l de v a l u a t i o n J B i o m a s sa n dB i o e n e r g y ，2 0 0 0 ，1 9
125、 ( 2 ) ：4 11 - 4 1 7【2 8 】G B1 9 1 8 4 8 8 电站锅炉性能试验规程 2 9 】钟德惠，丘纪华可磨性对混煤燃烧特性的影响四电站系统工程，2 0 0 3 ，1 9 ( 2 ) ：1 3 1 4【3 0 】陈刚，丘纪华6 6 0 M W 机组锅炉炉内结渣原因及解决措施探讨叨锅炉技术，2 0 0 0 ，3 1 ( 2 ) ：2 5 - 3 0【3 1 】唐平舟火电厂煤质工程分析系统的初步研究北京：华北电力大学硕士论文，1 9 9 9【3 2 】曾汉才，邱建荣混煤燃烧与结渣特性研究【J 】华中电力，1 9 9 6 ，9 ( 1 ) ：5 - 1 1【3 3 】钟辉
126、，张军，撒应禄配煤是稳定发电煤质的方法之一【J 】锅炉技术，2 0 0 1 ，华中科技大学硕士学位论文3 2 ( 1 2 ) ：ll 。1 5【3 4 】朱松强，周永刚等，提高燃煤发热量对电厂综合经济性影响的试验研究f J 】电站系统工程，2 0 0 5 ，2 1 ( 5 ) ：7 - 8【3 5 】马志明燃煤的燃烧特性与经济性研究方法【J 】上海电力学院学报，2 0 0 2 ，1 8 ( 1 ) ：3 1 3 7【3 6 】撒应禄，张军燃煤锅炉的稳定燃烧与优化配煤，江苏电机工程，2 0 0 5【3 刀徐敏，浅谈火电厂的配煤工作p 】华东电力，2 0 0 2 ，3 0 ( 9 ) ：6 5 -
127、 6 7【3 8 】李文华，陈文敏煤炭系统动力配煤发展现状田洁净煤技术，1 9 9 7 ，3 ( 1 ) ：1 8 - 2 1【3 9 1M a i e r H ，B r o d b e k HI n v e s t i g a t i o n si ns t a g e dc o a lc o m b u s t i o nw i t hr e g a r do tm i x i n gp r o p e r t i e sc a r r i e do u ta tas e m i - i n d u s t r i a lt e s tf a c i l i t y 【q P r o e
128、e c d i n g so ft h es e c o n di n t e r n a t i o n a ls y m p o s i u mo nc o a lc o m b u s t i o n , B e i j i n g , 1 9 9 1 ：2 1 3 - 2 1 8【4 0 1B a x t e r L L B o i l e rp e r f o r m a c e 、：l ，i t l lb l e n d so fe a s t e r na n dw e s t e r nc o a l s C p r oc e e d i n g so ft h e3 r dE
129、 P R Ic o n f e r e n c eo nt h ee f f e c t so fc o a lq u a l i t yo np o w e rp l a n t s C a l i f o r n i a , 1 9 9 2 ：6 4 6 1 4 1 】B a r n e sDI ，L e w i t t mW ，R i c h a r d sDG T h es l a g g i n gb e h a v i o u ro fb l e n d so fp o w e rs t a t i o nc o a l s C p r o c e e d i n g so f3
130、r dE P R Ic o m f e r e n c eo nt h ed f f e c t so fc o a lq u a l i t yo np o w e r p l a n t s C a l i f o r n i a , 1 9 9 2 ：7 5 - 7 9f 4 2 】M a i e r H ，S p l i e r h o f fH ，K i c h e r e A 或a l 。E f f e c to fc o a lb l e n d i n ga n dp a n i c l es i z eo nN O xe m i s s i o na n db u m o u
131、 t J F u e l ，1 9 9 4 ，7 3 ( 9 ) ：1 4 4 7 1 4 5 2【4 3 】S m a r tJP ，T a n k a m v r a N O xe m i s s i o na n db u r n o u tf r o mas w i r - s t a b i l i s e db u r n e rf l i n gp u l v e r i z e dc o a l ：t h ee f f e c t so f f i r i n gc o a lb l e n d s J J o u m a lo ft h eI n s i t i t u t
132、eo fE n e r g y , 1 9 9 3 ，6 6 ( 1 ) ：9 9 1 0 5 4 4 】陈文敏，张自勋，陈怀珍动力配煤【M 】北京：煤炭工业出版社，1 9 9 9 4 5 】高山，汤龙华，黄台电厂优化配煤技术，山东电力高等专科学报，2 0 0 2 ，5 ( 1 ) ：2 0 - 2 1 4 6 】史学锋冯波邱建荣，电厂锅炉混煤燃烧的现状及混煤质量控制对策，煤质技术，1 9 9 8 ，( 2 ) ：2 0 2 3 4 7 】阮伟，周俊虎优化配煤理论的研究以及配煤专家系统的开发 J 】动力工程，1 9 9 9 ，1 9 ( 6 ) ：4 3 4 - 4 3 7 4 8 】阮伟，汤
133、龙华优化配煤专家系统的构造与应用唧电站系统工程，1 9 9 9 ，1 5 ( 6 ) ：2 - 6 4 9 】张炳聪等电厂技术【M 】北京：中国电力出版社，2 0 0 6【5 0 】阮伟，周俊虎，曹欣玉，骆仲泱，岑可法优化配煤专家系统的研究及应用华中科技大学硕士学位论文浙江大学学报，2 0 0 1 ，3 5 ( 4 ) ：4 2 3 4 2 6 5 1 】彭树婷火电厂安全配煤掺烧节能经济分析电厂技术，2 0 0 5 5 2 】许传凯珠海：中国电力企业联合会和全国发电机组技术协作会全国火电机组安全经济运行研讨会，2 0 0 5【5 3 韩建国，神华煤炭 M 北京：中国标准出版社，2 0 0 2 5 4 西安热工研究所等燃煤锅炉燃烧调整试验方法 M 】北京：水利电力出版社，1 9 7 4【5 5 岑可法锅炉燃烧试验方法及测量技术【M 】北京：水利电力出版社，1 9 8 7沙角A电厂300MW机组配煤燃烧的试验研究沙角A电厂300MW机组配煤燃烧的试验研究作者：黄永怀学位授予单位：华中科技大学 本文链接：http:/
