CN106897492A - 一种垃圾焚烧电厂燃料低位热值的快速计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾焚烧电厂燃料低位热值的快速计算方法，先实时测量垃圾焚烧机组运行过程中的总输入热量Q_in；其他外部输入热量Q’_in和垃圾处理量X；然后根据以上实测结果，计算垃圾的低位热值Hu。根据本发明所述的垃圾焚烧电厂低位热值的快速计算方法，可计算获得燃料低位热值，为垃圾焚烧机组性能考核及热力校核提供指导，对掌握锅炉燃烧状况，制定相应的节能减排措施具有重要意义。

Description

一种垃圾焚烧电厂燃料低位热值的快速计算方法

技术领域

本发明属于动力工程领域，具体为一种垃圾焚烧电厂燃料低位热值的快速计算方法。

背景技术

随中国社会经济不断发展及城市化进程加快，城市生活垃圾数量快速增加。2014年，中国城市生活垃圾产量为17080万吨，约占世界生活垃圾产量的13％。相比其他垃圾处理方式，如：熔融固化、化学药剂稳定化、化学浸提等，垃圾焚烧技术以处理量大、减容性好、无害化彻底及热能回收等优点，成为大中型城市垃圾处理技术的最佳选择。

随技术不断进步，我国生活垃圾焚烧得到快速发展。截止2015年底，全国已建成生活垃圾焚烧厂219座，日处理能力达到21.6万吨，占我国城市生活垃圾无害化处理总量的比例已经超过32％，预计在2020年内将超过50％，这意味着焚烧将代替填埋，成为我国城市生活垃圾处理的主导技术。

机组运行过程中，热值是燃料的重要燃烧特性之一，燃料低位热值的准确测试，对掌握机组燃烧状况、提高机组经济性及制定相应的节能减排措施具有重要意义。目前条件下,我国生活垃圾很少进行有效的分类，造成垃圾焚烧电厂燃料成分复杂、供应不稳定，运行现场燃料取样代表性差，造成元素分析法、氧弹式量热仪法等传统的热值测试方法，不能准确反映机组运行过程中燃料的低位热值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于现场实际测试数据的垃圾焚烧电厂运行过程中燃料低位热值的快速计算方法。

为实现上述目的，本发明提提供一种垃圾焚烧电厂燃料低位热值的快速计算方法，包括如下步骤：

S1、实时测量垃圾焚烧机组运行过程中的总输入热量Q_in；

S2、实时测量垃圾焚烧机组运行过程中的其他外部输入热量Q’_in；

S3、实时测量垃圾焚烧机组运行过程中的垃圾处理量X；

S4、根据以上实测结果，计算垃圾的低位热值Hu，其计算公式为：

Hu＝(Q_in-Q’_in)/X。

进一步地，所述步骤S1中机组运行过程中的总输入热量Q_in包括有用输出热量Q_out及总热损失Q_loss。

有用输出热量Q_out根据如下公式计算得出：

Q_out＝M_v*(H_vapor-H_water)；

其中，M_v为主蒸汽流量，H_vapor为主蒸汽焓，H_water为给水焓。

所述总热损失包括排烟损失Q_flue、未完全燃烧热损失Q_combustion、炉渣热损失Q_residue、飞灰热损失Q_ash及辐射对流及传导热损失Q_con。

排烟损失Q_flue根据如下公式计算得出：

Q_flue＝M_f*[c₁*T_eco-c_b*t_b]；

其中：c₁为省煤器出口烟气比热，可由查表获得；t_b为参比温度，25℃，c_b为参比温度时烟气比热；M_f为锅炉出口烟气流量；T_eco为省煤器出口烟气温度。

炉渣热损失Q_residue根据如下公式计算得出：

Q_residue＝M_residue*[c_residue*(T_residue-t_b)+q_residue*α_residue]；

其中：M_residue为干炉渣量；c_residue为炉渣平均比热容；T_residue为炉渣温度；q_residue为炉渣可燃物热值；α_residue为炉渣可燃物含量。

飞灰热损失Q_ash根据如下公式计算得出：

Q_ash＝M_ash*[c_ash*(T_eco-t_b)+q_ash*α_ash]；

其中：M_ash为飞灰量；c_ash为飞灰热容；q_ash为飞灰可燃物热值；α_ash为飞灰可燃物含量。

辐射对流及传导热损失Q_con根据如下公式计算得出：

Q_con＝x*Q_out ^0.7；

其中：x为垃圾处理量。

进一步地，所述步骤S2中机组运行过程中的其他外部输入热量Q’_in包括一次风带入热量Q_prim、二次风带入热量Q_sec、再循环烟气带入的热量Q_proc、空气加热带入的热量Q_heat及设备功率Q_pow。

一次风带入热量Q_prim根据如下公式计算得出：

Q_prim＝(M_p-M_s)*c_prim*(T_prep-t_b)；

其中：M_p为一次风流量；M_s为二次风流量；c_prim为一次风预热器出口空气比热；T_prep为预热器出口一次风温度；

二次风带入热量Q_sec根据如下公式计算得出：

Q_sec＝M_s*c_sec*(T_pres-t_b)；

其中：c_sec为二次风预热器出口空气比热；T_pres为预热器出口二次风温度；

再循环烟气带入的热量Q_proc根据如下公式计算得出：

Q_proc＝M_rec*c_r*(T_rec-t_b)；

其中：M_rec为再循环烟气量；c_r为再循环烟气比热；T_rec为再循环烟气温度。

根据上述垃圾焚烧电厂低位热值的快速计算方法，可计算获得燃料低位热值，为垃圾焚烧机组性能考核及热力校核提供指导，对掌握锅炉燃烧状况，制定相应的节能减排措施具有重要意义。

附图说明

图1为本发明的方法流程图。

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。

请参阅图1，本发明提供一种垃圾焚烧电厂燃料低位热值的快速计算方法，包括如下步骤：

S1、实时测量垃圾焚烧机组运行过程中的总输入热量Q_in；

S2、实时测量垃圾焚烧机组运行过程中的其他外部输入热量Q’_in；

S3、实时测量垃圾焚烧机组运行过程中的垃圾处理量X；

S4、根据以上实测结果，计算垃圾的低位热值Hu，其计算公式为：

Hu＝(Q_in-Q’_in)/X。

进一步地，所述步骤S1中机组运行过程中的总输入热量Q_in包括有用输出热量Q_out及总热损失Q_loss。

有用输出热量Q_out根据如下公式计算得出：

Q_out＝M_v*(H_vapor-H_water)；

其中，M_v为主蒸汽流量，H_vapor为主蒸汽焓，H_water为给水焓。

所述总热损失包括排烟损失Q_flue、未完全燃烧热损失Q_combustion、炉渣热损失Q_residue、飞灰热损失Q_ash及辐射对流及传导热损失Q_con。

排烟损失Q_flue根据如下公式计算得出：

Q_flue＝M_f*[c₁*T_eco-c_b*t_b]；

其中：c₁为省煤器出口烟气比热，可由查表获得；t_b为参比温度，25℃，c_b为参比温度时烟气比热；M_f为锅炉出口烟气流量；T_eco为省煤器出口烟气温度。

炉渣热损失Q_residue根据如下公式计算得出：

Q_residue＝M_residue*[c_residue*(T_residue-t_b)+q_residue*α_residue]；

其中：M_residue为干炉渣量；c_residue为炉渣平均比热容；T_residue为炉渣温度；q_residue为炉渣可燃物热值；α_residue为炉渣可燃物含量。

飞灰热损失Q_ash根据如下公式计算得出：

Q_ash＝M_ash*[c_ash*(T_eco-t_b)+q_ash*α_ash]；

其中：M_ash为飞灰量；c_ash为飞灰热容；q_ash为飞灰可燃物热值；α_ash为飞灰可燃物含量。

辐射对流及传导热损失Q_con根据如下公式计算得出：

Q_con＝x*Q_out ^0.7；

其中：x为垃圾处理量。

进一步地，所述步骤S2中机组运行过程中的其他外部输入热量Q’_in包括一次风带入热量Q_prim、二次风带入热量Q_sec、再循环烟气带入的热量Q_proc、空气加热带入的热量Q_heat及设备功率Q_pow。

一次风带入热量Q_prim根据如下公式计算得出：

Q_prim＝(M_p-M_s)*c_prim*(T_prep-t_b)；

其中：M_p为一次风流量；M_s为二次风流量；c_prim为一次风预热器出口空气比热；T_prep为预热器出口一次风温度；

二次风带入热量Q_sec根据如下公式计算得出：

Q_sec＝M_s*c_sec*(T_pres-t_b)；

其中：c_sec为二次风预热器出口空气比热；T_pres为预热器出口二次风温度；

再循环烟气带入的热量Q_proc根据如下公式计算得出：

Q_proc＝M_rec*c_r*(T_rec-t_b)；

其中：M_rec为再循环烟气量；c_r为再循环烟气比热；T_rec为再循环烟气温度。

根据上述垃圾焚烧电厂低位热值的快速计算方法，可计算获得燃料低位热值，且相对误差小于6％，为垃圾焚烧机组性能考核及热力校核提供指导，对掌握锅炉燃烧状况，制定相应的节能减排措施具有重要意义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种垃圾焚烧电厂燃料低位热值的快速计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、实时测量垃圾焚烧机组运行过程中的总输入热量Q_in；

S2、实时测量垃圾焚烧机组运行过程中的其他外部输入热量Q’_in；

S3、实时测量垃圾焚烧机组运行过程中的垃圾处理量X；

S4、根据以上实测结果，计算垃圾的低位热值Hu，其计算公式为：

Hu＝(Q_in-Q’_in)/X。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧电厂燃料低位热值的快速计算方法，其特征在于，所述步骤S1中机组运行过程中的总输入热量Q_in包括有用输出热量Q_out及总热损失Q_loss。

3.根据权利要求2所述的一种垃圾焚烧电厂燃料低位热值的快速计算方法，其特征在于，有用输出热量Q_out根据如下公式计算得出：

Q_out＝M_v*(H_vapor-H_water)；

其中，M_v为主蒸汽流量，H_vapor为主蒸汽焓，H_water为给水焓。

4.根据权利要求2所述的一种垃圾焚烧电厂燃料低位热值的快速计算方法，其特征在于，所述总热损失包括排烟损失Q_flue、未完全燃烧热损失Q_combustion、炉渣热损失Q_residue、飞灰热损失Q_ash及辐射对流及传导热损失Q_con。

5.根据权利要求3所述的一种垃圾焚烧电厂燃料低位热值的快速计算方法，其特征在于，排烟损失Q_flue根据如下公式计算得出：

Q_flue＝M_f*[c₁*T_eco-c_b*t_b]；

其中：c₁为省煤器出口烟气比热，可由查表获得；t_b为参比温度，25℃，c_b为参比温度时烟气比热；M_f为锅炉出口烟气流量；T_eco为省煤器出口烟气温度。

6.根据权利要求3所述的一种垃圾焚烧电厂燃料低位热值的快速计算方法，其特征在于，炉渣热损失Q_residue根据如下公式计算得出：

Q_residue＝M_residue*[c_residue*(T_residue-t_b)+q_residue*α_residue]；

其中：M_residue为干炉渣量；c_residue为炉渣平均比热容；T_residue为炉渣温度；q_residue为炉渣可燃物热值；α_residue为炉渣可燃物含量。

7.根据权利要求3所述的一种垃圾焚烧电厂燃料低位热值的快速计算方法，其特征在于，飞灰热损失Q_ash根据如下公式计算得出：

Q_ash＝M_ash*[c_ash*(T_eco-t_b)+q_ash*α_ash]；

其中：M_ash为飞灰量；c_ash为飞灰热容；q_ash为飞灰可燃物热值；α_ash为飞灰可燃物含量。

8.根据权利要求3所述的一种垃圾焚烧电厂燃料低位热值的快速计算方法，其特征在于，辐射对流及传导热损失Q_con根据如下公式计算得出：

Q_con＝x*Q_out ^0.7；

其中：x为垃圾处理量。

9.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧电厂燃料低位热值的快速计算方法，其特征在于，所述步骤S2中机组运行过程中的其他外部输入热量Q’_in包括一次风带入热量Q_prim、二次风带入热量Q_sec、再循环烟气带入的热量Q_proc、空气加热带入的热量Q_heat及设备功率Q_pow。

10.根据权利要求9所述的一种垃圾焚烧电厂燃料低位热值的快速计算方法，其特征在于，一次风带入热量Q_prim根据如下公式计算得出：

Q_prim＝(M_p-M_s)*c_prim*(T_prep-t_b)；

其中：M_p为一次风流量；M_s为二次风流量；c_prim为一次风预热器出口空气比热；T_prep为预热器出口一次风温度；

二次风带入热量Q_sec根据如下公式计算得出：

Q_sec＝M_s*c_sec*(T_pres-t_b)；

其中：c_sec为二次风预热器出口空气比热；T_pres为预热器出口二次风温度；

再循环烟气带入的热量Q_proc根据如下公式计算得出：

Q_proc＝M_rec*c_r*(T_rec-t_b)；

其中：M_rec为再循环烟气量；c_r为再循环烟气比热；T_rec为再循环烟气温度。