CN104992021A - 计算燃料量的确定方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种计算燃料量的确定方法及装置，其中方法包括：根据煤种确定飞灰含碳量；根据所述飞灰含碳量确定机械未完全燃烧热损失；根据所述机械未完全燃烧热损失确定计算燃料量。本发明相对于现有技术，能够获得更加准确的计算燃料量，有利于获得精确的实际燃烧所需要的空气容积及生成的烟气容积，避免设计出来的锅炉存在相关问题。

Description

计算燃料量的确定方法及装置
技术领域
本发明涉及锅炉技术领域，尤其涉及计算燃料量的确定方法及装置。
背景技术
传统的锅炉热力计算在进行燃料计算时考虑煤在燃烧时有部分煤粉末没有完全燃烧放出热量，因而相当于1kg燃料只有(1-q4/100)kg燃料参加了燃烧反应，该部分修正后的燃料量即为计算燃料量，其中的q4为机械未完全燃烧热损失。机械未完全燃烧热损失是指部分固体燃料颗粒在炉内未能燃尽就被排出炉外而造成的热损失，即为没有完全燃烧的煤末占总燃料量的比例。计算燃料量公式如下：
B j = B ( 1 - q 4 100 ) ;
其中，Bj为计算燃料量，kg/s；B为实际燃料消耗量，kg/s。
现有设计过程中q4根据煤种的燃烧特性来选择，如烟煤选择为1～2％，贫煤选3％，无烟煤选4％左右，整体上模型比较粗糙，使得最后得出的计算燃料量不准确。而计算燃料量很重要，因为传热计算中的烟气量需要以此为基础。在计算燃料量不准确的情况下，根据现有的计算方法所求出实际燃烧所需要的空气容积及生成的烟气容积等与实际容积相比也不够精确，设计出来的锅炉就存在很多问题。
发明内容
本发明实施例提供一种计算燃料量的确定方法，用以获得准确的计算燃料量，该方法包括：
根据煤种确定飞灰含碳量；
根据所述飞灰含碳量确定机械未完全燃烧热损失；
根据所述机械未完全燃烧热损失确定计算燃料量。
一个实施例中，所述根据煤种确定飞灰含碳量，包括：
对于水分小于40％的褐煤，确定飞灰含碳量为0.5％～0.8％；
对于干燥无灰基挥发分在35％以上的烟煤，确定飞灰含碳量为0.6％～1.1％；
对于干燥无灰基挥发分在35％的烟煤，确定飞灰含碳量为0.8％～1.5％；
对于干燥无灰基挥发分在20％的烟煤，确定飞灰含碳量为1.5％～2.5％；
对于干燥无灰基挥发分在10％的烟煤，确定飞灰含碳量为2.5％～4.0％；
对于干燥无灰基挥发分在5％的烟煤，确定飞灰含碳量为3.5％～5.0％。
一个实施例中，根据所述飞灰含碳量确定机械未完全燃烧热损失，包括：按如下公式确定机械未完全燃烧热损失：
其中，q4为机械未完全燃烧热损失；为飞灰含碳量；Ars为燃料收到基的灰渣量；Qar,net为燃料收到基的低位发热量。
一个实施例中，根据所述机械未完全燃烧热损失确定计算燃料量，包括：
对机械未完全燃烧热损失按残余可燃物为碳进行修正；
根据修正后的机械未完全燃烧热损失确定计算燃料量。
一个实施例中，所述对机械未完全燃烧热损失按残余可燃物为碳进行修正，包括：将机械未完全燃烧热损失修正为：
q 4 × 33727 Q a r , n e t ;
其中，q4为机械未完全燃烧热损失；Qar,net为燃料收到基的低位发热量；
所述根据修正后的机械未完全燃烧热损失确定计算燃料量，包括：按如下公式确定计算燃料量：
B j = B ( 1 - q 4 100 33727 Q a r , n e t ) ;
其中，Bj为计算燃料量；B为实际燃料消耗量。
本发明实施例还提供一种计算燃料量的确定装置，用以获得准确的计算燃料量，该装置包括：
第一确定模块，用于根据煤种确定飞灰含碳量；
第二确定模块，用于根据所述飞灰含碳量确定机械未完全燃烧热损失；
第三确定模块，用于根据所述机械未完全燃烧热损失确定计算燃料量。
一个实施例中，所述第一确定模块具体用于：
对于水分小于40％的褐煤，确定飞灰含碳量为0.5％～0.8％；
对于干燥无灰基挥发分在35％以上的烟煤，确定飞灰含碳量为0.6％～1.1％；
对于干燥无灰基挥发分在35％的烟煤，确定飞灰含碳量为0.8％～1.5％；
对于干燥无灰基挥发分在20％的烟煤，确定飞灰含碳量为1.5％～2.5％；
对于干燥无灰基挥发分在10％的烟煤，确定飞灰含碳量为2.5％～4.0％；
对于干燥无灰基挥发分在5％的烟煤，确定飞灰含碳量为3.5％～5.0％。
一个实施例中，所述第二确定模块具体用于：
按如下公式确定机械未完全燃烧热损失：
其中，q4为机械未完全燃烧热损失；为飞灰含碳量；Ars为燃料收到基的灰渣量；Qar,net为燃料收到基的低位发热量。
一个实施例中，所述第三确定模块具体用于：
对机械未完全燃烧热损失按残余可燃物为碳进行修正；
根据修正后的机械未完全燃烧热损失确定计算燃料量。
一个实施例中，所述第三确定模块具体用于：
将机械未完全燃烧热损失修正为：
q 4 × 33727 Q a r , n e t ;
其中，q4为机械未完全燃烧热损失；Qar,net为燃料收到基的低位发热量；
按如下公式确定计算燃料量：
B j = B ( 1 - q 4 100 33727 Q a r , n e t ) ;
其中，Bj为计算燃料量；B为实际燃料消耗量。
本发明实施例中，先根据煤种确定飞灰含碳量，再根据飞灰含碳量确定机械未完全燃烧热损失；而不是直接根据煤种确定机械未完全燃烧热损失；这样相对于现有技术，能够获得更加准确的计算燃料量，有利于获得精确的实际燃烧所需要的空气容积及生成的烟气容积等，避免设计出来的锅炉存在相关问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本发明实施例中计算燃料量的确定方法的示意图；
图2为本发明实施例中根据煤种确定飞灰含碳量的曲线实例图；
图3为本发明实施例中计算燃料量的确定装置的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
发明人发现，现有技术中基于煤种的燃烧特性直接决定q4的量，但是q4的大小除了煤种的燃烧特性外，还与它的载体灰的含量有关，相同燃烧特性的煤种灰量大的煤种q4更大一些。基于此，本发明实施例提供一种计算燃料量的确定方法。图1为本发明实施例中计算燃料量的确定方法的示意图。如图1所示，本发明实施例中计算燃料量的确定方法可以包括：
步骤101、根据煤种确定飞灰含碳量；
步骤102、根据飞灰含碳量确定机械未完全燃烧热损失；
步骤103、根据机械未完全燃烧热损失确定计算燃料量。
由图1所示流程可以得知，本发明实施例中先根据煤种确定飞灰含碳量，再根据飞灰含碳量确定机械未完全燃烧热损失；而不是直接根据煤种确定机械未完全燃烧热损失；这样相对于现有技术，能够获得更加准确的计算燃料量，有利于获得精确的实际燃烧所需要的空气容积及生成的烟气容积等，避免设计出来的锅炉存在相关问题。
具体实施时，在确定q4时，可以先根据煤种确定该煤种条件下应该可以达到的飞灰含碳量，然后再根据飞灰含碳量进行q4的确定。
下面举一例说明根据煤种确定飞灰含碳量。本例中，根据煤种确定飞灰含碳量可以如下：
对于水分小于40％的褐煤，确定飞灰含碳量为0.5％～0.8％；
对于干燥无灰基挥发分在35％以上的烟煤(优质烟煤)，确定飞灰含碳量为0.6％～1.1％；
对于干燥无灰基挥发分在35％的烟煤(优质烟煤)，确定飞灰含碳量为0.8％～1.5％；
对于干燥无灰基挥发分在20％的烟煤(次烟煤)，确定飞灰含碳量为1.5％～2.5％；
对于干燥无灰基挥发分在10％的烟煤(贫烟煤)，确定飞灰含碳量为2.5％～4.0％；
对于干燥无灰基挥发分在5％的烟煤(无烟煤)，确定飞灰含碳量为3.5％～5.0％。
本例中褐煤的水分取值、烟煤的挥发分取值及相应的飞灰含碳量取值仅为举例，具体实施时可以根据实际情况确定这些取值，而不必与上述的具体值完全相同。图2示出了本发明实施例中根据煤种确定飞灰含碳量的曲线实例图。
具体实施时，考虑到现有技术中设计用的q4是一个计算中间值，不利于与实际运行时的q4进行比较。因此，在本发明实施例中q4采用实际运行值，用飞灰含碳量来表达q4的值。例如，可以按如下公式根据飞灰含碳量确定机械未完全燃烧热损失：
其中，q4为机械未完全燃烧热损失；为飞灰含碳量；Ars为燃料收到基的灰渣量；Qar,net为燃料收到基的低位发热量。单位质量或体积的燃料完全燃烧时所发出的热量称为燃料的发热量，燃料的发热量有高位和低位之分，在一般的锅炉排烟温度下，烟气中的水蒸气通常不会凝结，此时燃料所放出的热量成为低位发热量。
此外，在以往的计算中，认为未完全燃烧反应的飞灰、炉渣中存在的残余可燃物为煤粉，而本发明实施例中认为残余可燃物主要成分为碳，煤粉中其余氢、硫等成分已在燃烧时发生反应而挥发掉，并且释放热量。因此，在根据机械未完全燃烧热损失确定计算燃料量时，先对机械未完全燃烧热损失按残余可燃物为碳进行修正，再根据修正后的机械未完全燃烧热损失确定计算燃料量。这样可以获得更加准确的计算燃料量。
其中，对机械未完全燃烧热损失按残余可燃物为碳进行修正，例如可以包括：将机械未完全燃烧热损失修正为：
q 4 × 33727 Q a r , n e t ;
其中，q4为机械未完全燃烧热损失；Qar,net为燃料收到基的低位发热量；
根据修正后的机械未完全燃烧热损失确定计算燃料量，例如可以包括：
按如下公式确定计算燃料量：
B j = B ( 1 - q 4 100 33727 Q a r , n e t ) ;
其中，Bj为计算燃料量，kg/s；B为实际燃料消耗量，kg/s。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种计算燃料量的确定装置，如下面的实施例所述。由于该装置解决问题的原理与计算燃料量的确定方法相似，因此该装置的实施可以参见计算燃料量的确定方法的实施，重复之处不再赘述。
图3为本发明实施例中计算燃料量的确定装置的示意图。如图3所示，本发明实施例中计算燃料量的确定装置可以包括：
第一确定模块301，用于根据煤种确定飞灰含碳量；
第二确定模块302，用于根据所述飞灰含碳量确定机械未完全燃烧热损失；
第三确定模块303，用于根据所述机械未完全燃烧热损失确定计算燃料量。
具体实施时，第一确定模块301具体可以用于：
对于水分小于40％的褐煤，确定飞灰含碳量为0.5％～0.8％；
对于干燥无灰基挥发分在35％以上的烟煤，确定飞灰含碳量为0.6％～1.1％；
对于干燥无灰基挥发分在35％的烟煤，确定飞灰含碳量为0.8％～1.5％；
对于干燥无灰基挥发分在20％的烟煤，确定飞灰含碳量为1.5％～2.5％；
对于干燥无灰基挥发分在10％的烟煤，确定飞灰含碳量为2.5％～4.0％；
对于干燥无灰基挥发分在5％的烟煤，确定飞灰含碳量为3.5％～5.0％。
具体实施时，第二确定模块302具体可以用于：
按如下公式确定机械未完全燃烧热损失：
其中，q4为机械未完全燃烧热损失；为飞灰含碳量；Ars为燃料收到基的灰渣量；Qar,net为燃料收到基的低位发热量。
具体实施时，第三确定模块303具体可以用于：
对机械未完全燃烧热损失按残余可燃物为碳进行修正；
根据修正后的机械未完全燃烧热损失确定计算燃料量。
具体实施时，第三确定模块303具体可以用于：
将机械未完全燃烧热损失修正为：
q 4 × 33727 Q a r , n e t ;
其中，q4为机械未完全燃烧热损失；Qar,net为燃料收到基的低位发热量；
按如下公式确定计算燃料量：
B j = B ( 1 - q 4 100 33727 Q a r , n e t ) ;
其中，Bj为计算燃料量；B为实际燃料消耗量。
综上所述，本发明实施例中，先根据煤种确定飞灰含碳量，再根据飞灰含碳量确定机械未完全燃烧热损失；而不是直接根据煤种确定机械未完全燃烧热损失；这样相对于现有技术，能够获得更加准确的计算燃料量，可以使后续根据计算燃料量计算出的实际燃烧所需要的空气容积及生成的烟气容积更加接近实际值，避免设计出来的锅炉存在相关问题。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种计算燃料量的确定方法，其特征在于，包括：
根据煤种确定飞灰含碳量；
根据所述飞灰含碳量确定机械未完全燃烧热损失；
根据所述机械未完全燃烧热损失确定计算燃料量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据煤种确定飞灰含碳量，包括：
对于水分小于40％的褐煤，确定飞灰含碳量为0.5％～0.8％；
对于干燥无灰基挥发分在35％以上的烟煤，确定飞灰含碳量为0.6％～1.1％；
对于干燥无灰基挥发分在35％的烟煤，确定飞灰含碳量为0.8％～1.5％；
对于干燥无灰基挥发分在20％的烟煤，确定飞灰含碳量为1.5％～2.5％；
对于干燥无灰基挥发分在10％的烟煤，确定飞灰含碳量为2.5％～4.0％；
对于干燥无灰基挥发分在5％的烟煤，确定飞灰含碳量为3.5％～5.0％。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述飞灰含碳量确定机械未完全燃烧热损失，包括：按如下公式确定机械未完全燃烧热损失：
其中，q4为机械未完全燃烧热损失；为飞灰含碳量；Ars为燃料收到基的灰渣量；Qar,net为燃料收到基的低位发热量。
4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，根据所述机械未完全燃烧热损失确定计算燃料量，包括：
对机械未完全燃烧热损失按残余可燃物为碳进行修正；
根据修正后的机械未完全燃烧热损失确定计算燃料量。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对机械未完全燃烧热损失按残余可燃物为碳进行修正，包括：将机械未完全燃烧热损失修正为：
其中，q4为机械未完全燃烧热损失；Qar,net为燃料收到基的低位发热量；
所述根据修正后的机械未完全燃烧热损失确定计算燃料量，包括：按如下公式确定计算燃料量：
其中，Bj为计算燃料量；B为实际燃料消耗量。
6.一种计算燃料量的确定装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于根据煤种确定飞灰含碳量；
第二确定模块，用于根据所述飞灰含碳量确定机械未完全燃烧热损失；
第三确定模块，用于根据所述机械未完全燃烧热损失确定计算燃料量。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块具体用于：
对于水分小于40％的褐煤，确定飞灰含碳量为0.5％～0.8％；
对于干燥无灰基挥发分在35％以上的烟煤，确定飞灰含碳量为0.6％～1.1％；
对于干燥无灰基挥发分在35％的烟煤，确定飞灰含碳量为0.8％～1.5％；
对于干燥无灰基挥发分在20％的烟煤，确定飞灰含碳量为1.5％～2.5％；
对于干燥无灰基挥发分在10％的烟煤，确定飞灰含碳量为2.5％～4.0％；
对于干燥无灰基挥发分在5％的烟煤，确定飞灰含碳量为3.5％～5.0％。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块具体用于：
按如下公式确定机械未完全燃烧热损失：
其中，q4为机械未完全燃烧热损失；为飞灰含碳量；Ars为燃料收到基的灰渣量；Qar,net为燃料收到基的低位发热量。
9.如权利要求6至8任一项所述的装置，其特征在于，所述第三确定模块具体用于：
对机械未完全燃烧热损失按残余可燃物为碳进行修正；
根据修正后的机械未完全燃烧热损失确定计算燃料量。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第三确定模块具体用于：
将机械未完全燃烧热损失修正为：
其中，q4为机械未完全燃烧热损失；Qar,net为燃料收到基的低位发热量；
按如下公式确定计算燃料量：
其中，Bj为计算燃料量；B为实际燃料消耗量。
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