CN109709146A - 入炉煤质成分在线监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种入炉煤质成分在线监测方法，包括：将煤燃烧生成的各种气体表示成干燥无灰基元素含量的方程，并将水分和灰分的影响集中到未燃尽碳损失的修正量，将煤的干燥无灰基氢和干燥无灰基氧表示成干燥无灰基碳的线性函数形式，通过测量排烟烟气中氧气含量、二氧化硫的含量、飞灰含碳量，将空气中氧的容积份额、飞灰份额、炉底渣份额、炉底渣含碳量作为常数，进行干燥无灰基元素含量C、H、O、N、S的计算；通过测量磨煤机运行参数对收到基水分进行计算；通过能量平衡分析得到收到基灰分；以及计算锅炉效率。本发明能够实现入炉煤收到基碳、收到基氢、收到基氧、收到基氮、收到基硫、收到基灰分、收到基水分和收到基低位发热量的实时监测。

Description

入炉煤质成分在线监测方法

技术领域

本发明属于入炉煤质监测技术领域，尤其涉及一种入炉煤质成分在线监测方法。

背景技术

在锅炉的运行当中，煤炭的质量对锅炉的安全、稳定、经济的运行起着十分重要的作用，这主要包括煤的发热量、灰分、水分等因素。实时监测入炉煤质，可使运行人员根据煤质的变化及时调整锅炉燃烧，有效提高锅炉运行的经济性。所以对于锅炉入炉煤质(入炉煤热值、收到基C、H、O、N、S，灰分，水分)的在线监测是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种入炉煤质成分在线监测方法，实现入炉煤收到基碳、收到基氢、收到基氧、收到基氮、收到基硫、收到基灰分、收到基水分和收到基低位发热量的实时监测。

本发明提供了一种入炉煤质成分在线监测方法，包括：

将煤燃烧生成的各种气体表示成干燥无灰基元素含量的方程，并将水分和灰分的影响集中到未燃尽碳损失的修正量，将煤的干燥无灰基氢和干燥无灰基氧表示成干燥无灰基碳的线性函数形式，通过测量排烟烟气中氧气含量、二氧化硫的含量、飞灰含碳量，将空气中氧的容积份额、飞灰份额、炉底渣份额、炉底渣含碳量作为常数，进行干燥无灰基元素含量C、H、O、N、S的计算；

通过测量磨煤机运行参数对收到基水分进行计算；

通过能量平衡分析得到收到基灰分；以及

通过监测煤发热量、灰分、煤元素含量、大气湿度、灰分、排烟过量空气系数、排烟温度、环境温度、锅炉的额定蒸发量、锅炉的实际蒸发量、空气预热器进、出口氧量，利用入炉煤基低位发热量进行正、反平衡炉效的计算并校正。

进一步地，该方法还包括：

针对再热机组通过汽轮机抽汽系统计算对收到基灰分进行校正，以确定冷端再热蒸汽流量，进而确定工质在锅炉中的总吸热量。

借由上述方案，通过入炉煤质成分在线监测方法，能够实现入炉煤收到基碳、收到基氢、收到基氧、收到基氮、收到基硫、收到基灰分、收到基水分和收到基低位发热量的实时监测。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本实施例提供了一种入炉煤质成分在线监测方法，包括：

1、锅炉排烟气体成分中的煤质信息的提取。

基于最基本的物质平衡原理和煤燃烧化学分析，将煤燃烧生成的各种气体表示成干燥无灰基元素含量的方程，并将水分和灰分的影响集中到未燃尽碳损失的修正量，煤中的H：C、O：C化学键仅次于C：C化学键而起主要作用，H—C、O—C之间有良好的线性关系；将煤的干燥无灰基氢和干燥无灰基氧表示成干燥无灰基碳的线性函数形式，这说明了煤的典型的多变性不在于它的干燥无灰基成分，而在于它所含的水分和灰分。通过测量排烟烟气中氧气含量、二氧化硫的含量、飞灰含碳量等变量，将空气中氧的容积份额、飞灰份额、炉底渣份额、炉底渣含碳量等作为常数，就可以完成煤的干燥无灰基元素含量C、H、O、N、S的计算。

2、收到基水分M通过测量磨煤机运行参数进行计算。

磨煤机是制粉系统的主要设备，原煤的磨制和干燥均在磨煤机内进行，进入磨煤机的热量包括：干燥剂的物理热q1、漏入冷空气的物理热q2、研磨部件产生的热量q3和原煤的物理热q4，流出磨煤机的热量包括：蒸发水分消耗的热量q5、加热燃料消耗的热量q6、干燥剂带出系统的热量q7和磨煤机的散热损失q8，根据能量守恒原理q1+q2+q3+q4＝q5+q6+q7+q8蒸发水分消耗的热量q6和每千克原煤在磨煤机中蒸发掉的水量△M。

式中Mar为收到基水分；Mmf为煤粉水分，且

式中R90为煤粉细度；t2为流出磨煤机风粉混合物温度。在线测量的参数包括干燥剂流量mf，干燥剂入口温度t1，原煤流量mm，环境温度tA，磨煤机出口的风粉混合物温度t2以及磨煤机功率Wi等，可计算入炉煤水分。

3、收到基灰分A通过系统能量平衡分析。

4、锅炉效率的计算。

通过监测煤发热量、灰分、煤元素含量、大气湿度、灰分、排烟过量空气系数、排烟温度、环境温度、锅炉的额定蒸发量、锅炉的实际蒸发量、空气预热器进、出口氧量等一系列监测指标，利用入炉煤基低位发热量进行正、反平衡炉效的计算并校正。

5、汽轮机抽汽系统的计算。

对于再热机组，收到基灰分的校正还需要进行汽轮机抽汽系统计算，其主要目的是确定冷端再热蒸汽流量，进而确定工质在锅炉中的总吸热量。对于典型的汽轮机抽汽系统，其冷端再热蒸汽流量可通过主给水流量确定；高加抽汽量可根据抽汽系统的热平衡计算；辅机用汽、调门漏汽以及轴封漏汽。冷端再热蒸汽流量确定以后，可以确定工质在锅炉中的总吸热量。

本实施例提供的入炉煤质成分在线监测方法具有如下技术效果：

1)通过入炉煤热值在线监测可实时、精确地计算发电煤耗、供电煤耗、辅机单耗等各项指标，形成一套全厂指标综合管理系统。

2)通过实时入炉煤质的实时变化，可监督并及时调整煤场配煤方式，实现对燃料配比的精细化管理。直接影响电厂运营经济成本。

3)通过入炉煤低位发热量软测量技术，可实现燃料系统即时管理；机组性能动态监测、分析；运行指导和管理决策支持、燃烧自动水平提高、现有信息化系统升级，从多方面提高机组运行的经济性和安全性。

4)将入炉煤低位发热量信号引入控制系统，可有效提高机组变负荷能力，煤质动态适应能力，及时调整一次风量，增强锅炉稳定性同时减少由于煤质变化引起的排烟热损失等。在优化控制逻辑的基础上，提高机组运行的经济性和安全性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种入炉煤质成分在线监测方法，其特征在于，包括：

将煤燃烧生成的各种气体表示成干燥无灰基元素含量的方程，并将水分和灰分的影响集中到未燃尽碳损失的修正量，将煤的干燥无灰基氢和干燥无灰基氧表示成干燥无灰基碳的线性函数形式，通过测量排烟烟气中氧气含量、二氧化硫的含量、飞灰含碳量，将空气中氧的容积份额、飞灰份额、炉底渣份额、炉底渣含碳量作为常数，进行干燥无灰基元素含量C、H、O、N、S的计算；

通过测量磨煤机运行参数对收到基水分进行计算；

通过能量平衡分析得到收到基灰分；以及

通过监测煤发热量、灰分、煤元素含量、大气湿度、灰分、排烟过量空气系数、排烟温度、环境温度、锅炉的额定蒸发量、锅炉的实际蒸发量、空气预热器进、出口氧量，利用入炉煤基低位发热量进行正、反平衡炉效的计算并校正。

2.根据权利要求1所述的入炉煤质成分在线监测方法，其特征在于，还包括：

针对再热机组通过汽轮机抽汽系统计算对收到基灰分进行校正，以确定冷端再热蒸汽流量，进而确定工质在锅炉中的总吸热量。