CN105135459B - 一种计算磨煤机掺烧褐煤能力的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种计算磨煤机掺烧褐煤能力的方法，涉及发电厂褐煤利用技术领域。该方法包括：获取磨煤机、发电机组、锅炉以及脱硫系统的相关参数；根据所述相关参数，分别计算锅炉带满负荷时褐煤的第一最大掺烧量、磨煤机实际运行时褐煤的第二最大掺烧量、混合后的煤的混煤含硫量为脱硫系统最大承受值时褐煤的第三最大掺烧量，以及发电机组变负荷时的迟滞反应时间达到一预设阈值时褐煤的第四最大掺烧量；将所述第一最大掺烧量、第二最大掺烧量、第三最大掺烧量、第四最大掺烧量中的最小值确定为磨煤机掺烧褐煤的最大掺烧量。本发明能够解决过渡掺烧褐煤将对锅炉运行及机组设备造成不利影响，现有技术中又没有确定磨煤机掺烧褐煤能力的方法的问题。

Description

一种计算磨煤机掺烧褐煤能力的方法

技术领域

本发明涉及发电厂褐煤利用技术领域，尤其涉及一种计算磨煤机掺烧褐煤能力的方法。

背景技术

近年来，随着煤炭资源的不断减少，煤炭价格也在不断上涨，这使得发电厂的发电成本日益提高。

褐煤，又称柴煤，是煤化程度最低的矿产煤，也是一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤。褐煤化学反应性强，在空气中容易风化，燃烧时对空气污染严重，因为优质煤的过渡开采，当前褐煤的存储量相对较大。当前，为了缓解煤炭资源的快速大量消耗，发电厂等一般在燃烧煤种中掺烧低成本褐煤，这成为了发电企业降低发电成本的主要手段之一。

然而，在磨煤机中掺烧褐煤会对锅炉运行及机组设备造成不小的影响，过渡掺烧将对锅炉运行及机组设备造成不利。目前现有技术中还没有确定磨煤机掺烧褐煤能力的方法。

发明内容

本发明的实施例提供一种计算磨煤机掺烧褐煤能力的方法，以解决过渡掺烧褐煤将对锅炉运行及机组设备造成不利影响，现有技术中又没有确定磨煤机掺烧褐煤能力的方法的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种计算磨煤机掺烧褐煤能力的方法，包括：

获取磨煤机、发电机组、锅炉以及脱硫系统的相关参数；

根据所述相关参数，分别计算锅炉带满负荷时褐煤的第一最大掺烧量、磨煤机实际运行时褐煤的第二最大掺烧量、混合后的煤的混煤含硫量为脱硫系统最大承受值时褐煤的第三最大掺烧量，以及发电机组变负荷时的迟滞反应时间达到一预设阈值时褐煤的第四最大掺烧量；

将所述第一最大掺烧量、第二最大掺烧量、第三最大掺烧量、第四最大掺烧量中的最小值确定为磨煤机掺烧褐煤的最大掺烧量。

具体的，根据所述相关参数计算锅炉带满负荷时褐煤的第一最大掺烧量，包括：

根据公式：

A＝B×C×1000

计算锅炉输入总热量A；其中，B为锅炉单位时间的燃煤量；C为锅炉所燃煤的发热量。

或者，根据所述相关参数计算锅炉带满负荷时褐煤的第一最大掺烧量，包括：

根据公式：

计算锅炉输入总热量A；其中，D为锅炉满负荷时的热耗值；E为发电机组的额定功率；η为锅炉效率。

另外，根据所述相关参数计算锅炉带满负荷时褐煤的第一最大掺烧量，还包括：

根据公式：

确定所述第一最大掺烧量，所述第一最大掺烧量为x₁的最大值；其中，F为褐煤磨煤机与除褐煤磨煤机之外的其他磨煤机的最大出力限制阈值；G为被掺煤的发热量；H为褐煤的发热量；I为褐煤磨煤机的给煤量；K为锅炉输出总热量；η为锅炉效率；n为所述其他磨煤机的数量，L为被掺煤的热值。

具体的，根据所述相关参数计算磨煤机实际运行时褐煤的第二最大掺烧量，包括：

根据公式：

F_pr(t-t₁)＝w_外·γ+B_给(t₁-t₀)

计算混合后的煤的外水分w_外；其中，F_pr为热一次风量；t为褐煤磨煤机入口一次风温度；γ为水的汽化潜热；B_给为混合后的煤的给煤量；t₀为环境温度；t₁为磨煤机出口的最低温度。

进一步的，根据所述相关参数计算磨煤机实际运行时褐煤的第二最大掺烧量，还包括：

根据公式：

w_外＝w_外1(1-x₂)+w_外2·x₂

计算所述第二最大掺烧量x₂；

其中，w_外1为被掺煤的外水分，w_外1＝w_全1-w_内1；w_外2为褐煤的外水分，w_外2＝w_全2-w_内2；w_全1为被掺煤的全水分；w_内1为被掺煤的内水分；w_全2为褐煤的全水分；w_内2为褐煤的内水分。

具体的，根据所述相关参数计算混合后的煤的混煤含硫量为脱硫系统最大承受值时褐煤的第三最大掺烧量，包括：

根据公式：

S₁(1-x₃)+S₂x₃＝S₃＝S₄

计算所述第三最大掺烧量x₃；其中，S₁为被掺烧煤的含硫量；S₂为褐煤的含硫量；S₃为混合后的煤的混煤含硫量；S₄为脱硫系统最大承受值。

具体的，根据所述相关参数计算发电机组变负荷时的迟滞反应时间达到一预设阈值时褐煤的第四最大掺烧量，包括：

监测褐煤磨煤机所用褐煤量Y₁，并监测混合后的煤的总量Y₂；

当发电机组变负荷时的迟滞反应时间达到所述预设阈值时，根据公式：

计算所述第四最大掺烧量x₄。

本发明实施例提供的一种计算磨煤机掺烧褐煤能力的方法，该方法根据磨煤机、发电机组、锅炉以及脱硫系统的相关参数能够全面获取多种情况下的褐煤的最大掺少量，即锅炉带满负荷时褐煤的第一最大掺烧量、磨煤机实际运行时褐煤的第二最大掺烧量、混合后的煤的混煤含硫量为脱硫系统最大承受值时褐煤的第三最大掺烧量，以及发电机组变负荷时的迟滞反应时间达到一预设阈值时褐煤的第四最大掺烧量。之后，将该第一最大掺烧量、第二最大掺烧量、第三最大掺烧量、第四最大掺烧量中的最小值确定为磨煤机掺烧褐煤的最大掺烧量。可见，本发明能够解决过渡掺烧褐煤将对锅炉运行及机组设备造成不利影响，现有技术中又没有确定磨煤机掺烧褐煤能力的方法的问题。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种计算磨煤机掺烧褐煤能力的方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供的一种计算磨煤机掺烧褐煤能力的方法，包括：

步骤101、获取磨煤机、发电机组、锅炉以及脱硫系统的相关参数。

步骤102、根据该相关参数，分别计算锅炉带满负荷时褐煤的第一最大掺烧量、磨煤机实际运行时褐煤的第二最大掺烧量、混合后的煤的混煤含硫量为脱硫系统最大承受值时褐煤的第三最大掺烧量，以及发电机组变负荷时的迟滞反应时间达到一预设阈值时褐煤的第四最大掺烧量。

步骤103、将所述第一最大掺烧量、第二最大掺烧量、第三最大掺烧量、第四最大掺烧量中的最小值确定为磨煤机掺烧褐煤的最大掺烧量。

本发明实施例提供的一种计算磨煤机掺烧褐煤能力的方法，该方法根据磨煤机、发电机组、锅炉以及脱硫系统的相关参数能够全面获取多种情况下的褐煤的最大掺少量，即锅炉带满负荷时褐煤的第一最大掺烧量、磨煤机实际运行时褐煤的第二最大掺烧量、混合后的煤的混煤含硫量为脱硫系统最大承受值时褐煤的第三最大掺烧量，以及发电机组变负荷时的迟滞反应时间达到一预设阈值时褐煤的第四最大掺烧量。之后，将该第一最大掺烧量、第二最大掺烧量、第三最大掺烧量、第四最大掺烧量中的最小值确定为磨煤机掺烧褐煤的最大掺烧量。可见，本发明能够解决过渡掺烧褐煤将对锅炉运行及机组设备造成不利影响，现有技术中又没有确定磨煤机掺烧褐煤能力的方法的问题。

值得说明的是，本发明实施例的假设条件为锅炉效率变化极小，锅炉的输入总热量基本不变。

在一实施例中，上述的步骤102中，可以根据相关参数计算锅炉带满负荷时褐煤的第一最大掺烧量，其包括：

根据公式：

A＝B×C×1000

计算锅炉输入总热量A；其中，B为锅炉单位时间的燃煤量；C为锅炉所燃煤的发热量。通过该公式属于用给煤量计算锅炉输入总热量。

或者，在计算该锅炉输入总热量A时，可以根据公式：

计算锅炉输入总热量A；其中，D为锅炉满负荷时的热耗值；E为发电机组的额定功率；η为锅炉效率。通过该公式属于用热耗值计算锅炉输入总热量。

值得说明的是，上述两中方式计算锅炉输入总热量A，仅是众多确定锅炉输入总热量的方式中的两种，此处不对确定锅炉输入总热量的方式进行限定。

另外，该步骤102中，根据相关参数计算锅炉带满负荷时褐煤的第一最大掺烧量，具体可以：

根据公式：

确定第一最大掺烧量，该第一最大掺烧量为x₁的最大值；其中，F为褐煤磨煤机与除褐煤磨煤机之外的其他磨煤机的最大出力限制阈值；G为被掺煤的发热量，其具体值可以通过煤质检测报告获知；H为褐煤的发热量，其具体值可以通过煤质检测报告获知；I为褐煤磨煤机的给煤量；K为锅炉输出总热量；η为锅炉效率，例如锅炉效率为0.925；n为所述其他磨煤机的数量，L为被掺煤的热值。在上述公式中，假设条件为采用的是一台褐煤磨煤机。

另外，该步骤102中，根据所述相关参数计算磨煤机实际运行时褐煤的第二最大掺烧量，可以是：

根据公式：

F_pr(t-t₁)＝w_外·γ+B_给(t₁-t₀)

计算混合后的煤的外水分w_外；其中，F_pr为热一次风量；t为褐煤磨煤机入口一次风温度；γ为水的汽化潜热；B_给为混合后的煤的给煤量；t₀为环境温度；t₁为磨煤机出口的最低温度。热一次风进入磨煤机将煤粉干燥后携带煤粉进入锅炉，为了防止煤粉管内出现水使煤粉管堵塞，此处假设磨煤机出口温度为最低值55℃。

进一步的，根据公式：

w_外＝w_外1(1-x₂)+w_外2·x₂

计算所述第二最大掺烧量x₂；

其中，w_外1为被掺煤的外水分，w_外1＝w_全1-w_内1；w_外2为褐煤的外水分，w_外2＝w_全2-w_内2；w_全1为被掺煤的全水分；w_内1为被掺煤的内水分；w_全2为褐煤的全水分；w_内2为褐煤的内水分。

对于掺烧高硫煤的锅炉，掺入后会使得脱硫系统入口的SO₂量大增，所以还必须考虑脱硫系统的接近能力。

因此，在步骤102中，根据所述相关参数计算混合后的煤的混煤含硫量为脱硫系统最大承受值时褐煤的第三最大掺烧量，可以是：

根据公式：

S₁(1-x₃)+S₂x₃＝S₃＝S₄

计算所述第三最大掺烧量x₃；其中，S₁为被掺烧煤的含硫量；S₂为褐煤的含硫量；S₃为混合后的煤的混煤含硫量；S₄为脱硫系统最大承受值。

由于煤带入炉膛中水分很多，且发热量低，所以掺烧褐煤大量增加后，发电机组变负荷能力会大为下降，机组的反应会很“迟钝”，表现为：加煤长负荷时，由于很多水分在炉内吸热蒸发，有一个明显的迟滞后，等多加的煤种的可燃成分着火放热后，建立新的平衡，才可以长起负荷；反之，降负荷时，进行减煤，但是负荷也有一个明显的迟滞反应时间。因而，掺褐煤的量不宜令发电机组变负荷时的迟滞反应时间过长。一般情况下，被掺煤种越好，热量越高，水分越小，此影响也相对越小。

因此，在步骤102中，根据所述相关参数计算发电机组变负荷时的迟滞反应时间达到一预设阈值时褐煤的第四最大掺烧量，可以是：

监测褐煤磨煤机所用褐煤量Y₁，并监测混合后的煤的总量Y₂。

当发电机组变负荷时的迟滞反应时间达到所述预设阈值时，根据公式：

计算所述第四最大掺烧量x₄。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种计算磨煤机掺烧褐煤能力的方法，其特征在于，包括：

获取磨煤机、发电机组、锅炉以及脱硫系统的相关参数；

根据所述相关参数，分别计算锅炉带满负荷时褐煤的第一最大掺烧量、磨煤机实际运行时褐煤的第二最大掺烧量、混合后的煤的混煤含硫量为脱硫系统最大承受值时褐煤的第三最大掺烧量，以及发电机组变负荷时的迟滞反应时间达到一预设阈值时褐煤的第四最大掺烧量；

将所述第一最大掺烧量、第二最大掺烧量、第三最大掺烧量、第四最大掺烧量中的最小值确定为磨煤机掺烧褐煤的最大掺烧量。

2.根据权利要求1所述的计算磨煤机掺烧褐煤能力的方法，其特征在于，根据所述相关参数计算锅炉带满负荷时褐煤的第一最大掺烧量，包括：

根据公式：

A＝B×C×1000

计算锅炉输入总热量A；其中，B为锅炉单位时间的燃煤量；C为锅炉所燃煤的发热量。

3.根据权利要求1所述的计算磨煤机掺烧褐煤能力的方法，其特征在于，根据所述相关参数计算锅炉带满负荷时褐煤的第一最大掺烧量，包括：

根据公式：

$A=\frac{D\×E}{\mathrm{\η}}$

计算锅炉输入总热量A；其中，D为锅炉满负荷时的热耗值；E为发电机组的额定功率；η为锅炉效率。

4.根据权利要求2或3任一项所述的计算磨煤机掺烧褐煤能力的方法，其特征在于，根据所述相关参数计算锅炉带满负荷时褐煤的第一最大掺烧量，还包括：

根据公式：

$\left\{\begin{array}{c}\frac{\frac{A}{G(1-x_1)+H\·x_1}-I}{n}\·G\≤F\\ \frac{\frac{K}{\mathrm{\η}}-H\·\frac{A}{G(1-x_1)+H\·x_1}\·x_1}{n\·L}\≤F\end{array}\right.$

确定所述第一最大掺烧量，所述第一最大掺烧量为x₁的最大值；其中，F为褐煤磨煤机与除褐煤磨煤机之外的其他磨煤机的最大出力限制阈值；G为被掺煤的发热量；H为褐煤的发热量；I为褐煤磨煤机的给煤量；K为锅炉输出总热量；η为锅炉效率；n为所述其他磨煤机的数量，L为被掺煤的热值；褐煤磨煤机的数量为1。

5.根据权利要求1所述的计算磨煤机掺烧褐煤能力的方法，其特征在于，根据所述相关参数计算磨煤机实际运行时褐煤的第二最大掺烧量，包括：

根据公式：

F_pr(t-t₁)＝w_外·γ+B_给(t₁-t₀)

计算混合后的煤的外水分w_外；其中，F_pr为热一次风量；t为褐煤磨煤机入口一次风温度；γ为水的汽化潜热；B_给为混合后的煤的给煤量；t₀为环境温度；t₁为磨煤机出口的最低温度。

6.根据权利要求5所述的计算磨煤机掺烧褐煤能力的方法，其特征在于，根据所述相关参数计算磨煤机实际运行时褐煤的第二最大掺烧量，还包括：

根据公式：

w_外＝w_外1(1-x₂)+w_外2·x₂

计算所述第二最大掺烧量x₂；

其中，w_外1为被掺煤的外水分，w_外1＝w_全1-w_内1；w_外2为褐煤的外水分，w_外2＝w_全2-w_内2；w_全1为被掺煤的全水分；w_内1为被掺煤的内水分；w_全2为褐煤的全水分；w_内2为褐煤的内水分。

7.根据权利要求1所述的计算磨煤机掺烧褐煤能力的方法，其特征在于，根据所述相关参数计算混合后的煤的混煤含硫量为脱硫系统最大承受值时褐煤的第三最大掺烧量，包括：

根据公式：

S₁(1-x₃)+S₂x₃＝S₃＝S₄

计算所述第三最大掺烧量x₃；其中，S₁为被掺烧煤的含硫量；S₂为褐煤的含硫量；S₃为混合后的煤的混煤含硫量；S₄为脱硫系统最大承受值。

8.根据权利要求1所述的计算磨煤机掺烧褐煤能力的方法，其特征在于，根据所述相关参数计算发电机组变负荷时的迟滞反应时间达到一预设阈值时褐煤的第四最大掺烧量，包括：

监测褐煤磨煤机所用褐煤量Y₁，并监测混合后的煤的总量Y₂；

当发电机组变负荷时的迟滞反应时间达到所述预设阈值时，根据公式：

$x_4=\frac{Y_1}{Y_2}$

计算所述第四最大掺烧量x₄。