CN111859711B - 两种单一煤种掺烧后混煤煤粉气流着火温度的计算方法 - Google Patents
两种单一煤种掺烧后混煤煤粉气流着火温度的计算方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了两种单一煤种掺烧后混煤煤粉气流着火温度的计算方法，首先，提供掺烧煤种1和掺烧煤种2的煤粉气流着火温度和掺烧比例；然后计算掺烧煤种比例、掺烧煤种着火性能以及掺烧煤种着火性能偏差对混煤着火温度的非线性影响；最后预测混煤的煤粉气流着火温度IT。本发明是通过大量的实验室混煤燃烧性能测试结果，通过研究发现了混煤着火性能与掺烧煤种的相关性，进而定量给出了混煤着火性能的非线性影响关系。本发明计算方法简单快捷，且精度较高，在配煤掺烧过程中，利用本发明可根据已有的煤质数据进行实时着火性能分析和评价，可及时指导电厂配煤掺烧和运行优化，便于在电厂日常掺烧以及智能配煤掺烧中推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及煤粉气流着火温度IT的计算技术领域，具体涉及两种单一煤种掺烧后混煤煤粉气流着火温度的计算方法。
背景技术
煤的着火性能是反映煤燃烧性能的一项重要特性指标，通常用煤的着火温度来判断煤的着火性能。煤的着火性能是锅炉燃烧方式选取、燃烧器设计、各次风温风速确定、卫燃带敷设、制粉系统选型、运行参数优化的主要参考指标。为了满足电厂降低燃料成本、深度调峰的需求，越来越多的电厂需要通过配煤掺烧来提高机组运行的经济性、安全性和环保性。而混煤的着火性能复杂，与掺烧煤种的着火性能成非线性关系，不能通过简单加权平均得到。而将煤样送到专业的检测机构进行检测又需要花费较长的时间，且检测数据往往也滞后于锅炉运行，不能满足目前智能化配煤掺烧的要求。目前相关机构对混煤的着火性能进行了大量研究，但大多是定性研究，而没有定量研究，不能满足配煤掺烧尤其是智能配煤掺烧的需求。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供两种单一煤种掺烧后混煤煤粉气流着火温度的计算方法，高精度的混煤煤粉气流着火温度IT预测，可以为锅炉燃烧方式选取、锅炉炉膛设计、燃烧器设计、制粉系统防爆设计、配煤掺烧优化、运行参数优化等提供参考依据，可用于智能化的配煤掺烧系统中，用于燃煤和掺烧比例的优选，保证机组的安全稳定运行。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
两种单一煤种掺烧后混煤煤粉气流着火温度的计算方法，包括如下步骤：
第一步：提供煤种1的煤粉气流着火温度IT1(℃)和煤种2的煤粉气流着火温度IT2(℃)、煤种1的掺烧比例R1(％)和煤种2的掺烧比例R2(％)，其中R1+R2＝100％，其中煤种1为着火性能优良的煤种即煤种1的煤粉气流着火温度相比煤种2的煤粉气流着火温度偏低；
第二步：计算煤种1和煤种2混合后的混煤的加权平均煤粉气流着火温度ITc(℃)，具体计算参见公式(1)；
第三步：计算掺烧煤种及掺烧比例对混煤煤粉气流着火温度的非线性影响ΔIT，单位为℃；
(1)确定着火性能优良煤种1掺烧比例对混煤煤粉气流着火温度的非线性影响因子C1，C1计算参见公式(2)或公式(3)或公式(4)
当R1>90％ C1＝-0.09×R1+9 (2)
当90％≥R1≥10％ C1＝0.0044×R1+0.505 (3)
当10>R1≥0％ C1＝0.055×R1 (4)
(2)确定着火性能优良煤种1着火性能对混煤煤粉气流着火温度的非线性影响因子C2，C2计算参见公式(5)
C2＝0.0003×(IT2-IT1)+0.25 (5)
(3)确定煤种1和煤种2燃烧性能偏差对混煤煤粉气流着火温度的非线性影响因子C3，C3计算参见公式(6)
(4)定量确定混煤煤粉气流着火温度的非线性影响温度ΔIT，ΔIT计算参见公式(7)
ΔIT＝C1×C2×C3 (7)
第四步：计算混煤煤粉气流着火温度ITh，单位为℃，ITh计算参见公式(8)和公式(9)
ITh＝ITc-ΔIT (8)
如果ITh<IT1，则ITh＝IT1 (9)。
和现有技术相比较，本发明具备如下优点：
本发明是通过大量的实验室混煤燃烧性能测试结果，通过研究发现了混煤着火性能与掺烧煤种的相关性，进而定量给出了混煤着火性能的非线性影响关系。本发明计算方法简单快捷，且精度较高，在配煤掺烧过程中，利用本发明可根据已有的煤质数据进行实时着火性能分析和评价，可及时指导电厂配煤掺烧和运行优化，便于在电厂日常掺烧以及智能配煤掺烧中推广应用。本发明的优点是：
(1)充分考虑了掺烧比例对混煤煤粉气流着火温度的非线性影响；
(2)充分考虑了着火性能优良煤种对混煤煤粉气流着火温度的非线性影响，体现了燃烧性能的煤种对难燃煤种的引燃作用；
(3)充分考虑了掺烧煤种着火性能偏差对混煤煤粉气流着火温度的非线性影响；
(4)本发明计算结果精度高、偏差小，当掺烧煤种IT在350℃-950℃之间时，混煤IT的预测值和实测值的偏差在30℃之内，因此模型精度能够满足工程需求。
(5)发明数据源可靠，且煤种适应范围广，可适用于无烟煤、贫煤、烟煤及褐煤等动力用煤。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
具体实施案例1，典型褐煤和无烟煤掺烧后混煤的煤粉气流着火温度IT，℃：
第一步：提供煤种1的煤粉气流着火温度IT1(℃)和煤种2的煤粉气流着火温度IT2(℃)、煤种1的掺烧比例R1(％)和煤种2的掺烧比例R2(％)，其中R1+R2＝100％，其中煤种1为着火性能优良的煤种即煤种1的煤粉气流着火温度相比煤种2的煤粉气流着火温度偏低；
褐煤IT1＝450℃，无烟煤IT2＝830℃；
褐煤掺烧比例R1＝5％，无烟煤掺烧比例R2＝95％，
第二步：计算煤种1和煤种2混合后的混煤的加权平均煤粉气流着火温度ITc(单位为℃)，具体计算方法参见公式(1)；
第三步：计算掺烧煤种及掺烧比例对混煤煤粉气流着火温度的非线性影响ΔIT，单位为℃；
(1)确定着火性能优良煤种1掺烧比例对混煤煤粉气流着火温度的非线性影响因子C1，C1计算参见公式(2)或公式(3)或公式(4)
当R1>90％ C1＝-0.09×R1+9 (2)
当90％≥R1≥10％ C1＝0.0044×R1+0.505 (3)
当10>R1≥0％ C1＝0.055×R1 (4)
本次R1＝80％，采用公式(4)计算C1，则：
C1＝0.055×R1＝0.055×5＝0.275
(2)确定着火性能优良煤种1着火性能对混煤煤粉气流着火温度的非线性影响因子C2，C2计算参见公式(5)
C2＝0.0003×(IT2-IT1)+0.25＝0.0003×(830-450)+0.25＝0.364 (5)
(3)确定煤种1和煤种2燃烧性能偏差对混煤煤粉气流着火温度的非线性影响因子C3，C3计算参见公式(6)
(4)定量确定混煤煤粉气流着火温度的非线性影响温度ΔIT，ΔIT计算参见公式(7)
ΔIT＝C1×C2×C3＝0.275×0.364×113.889＝11.40 (7)
第四步：计算混煤煤粉气流着火温度ITh，单位为℃，ITh计算参见公式(8)和公式(9)
ITh＝ITc-ΔIT＝811-11.40＝799.6 (8)
如果ITh<IT1，则ITh＝IT1 (9)
最终预测ITh＝799.6℃，通过实验室测试得到IT＝800℃，偏差为0.4℃。
具体实施案例2，典型烟煤和无烟煤掺烧后混煤的煤粉气流着火温度IT，℃：
第一步：提供煤种1的煤粉气流着火温度IT1(℃)和煤种2的煤粉气流着火温度IT2(℃)、煤种1的掺烧比例R1(％)和煤种2的掺烧比例R2(％)，其中R1+R2＝100％，其中煤种1为着火性能优良的煤种即煤种1的煤粉气流着火温度相比煤种2的煤粉气流着火温度偏低；
褐煤IT1＝450℃，无烟煤IT2＝830℃；
褐煤掺烧比例R1＝80％，无烟煤掺烧比例R2＝20％，
第二步：计算煤种1和煤种2混合后的混煤的加权平均煤粉气流着火温度ITc(单位为℃)，具体计算方法参见公式(1)；
第三步：计算掺烧煤种及掺烧比例对混煤煤粉气流着火温度的非线性影响ΔIT，单位为℃；
(1)确定着火性能优良煤种1掺烧比例对混煤煤粉气流着火温度的非线性影响因子C1，C1计算参见公式(2)或公式(3)或公式(4)
当R1>90％ C1＝-0.09×R1+9 (2)
当90％≥R1≥10％ C1＝0.0044×R1+0.505 (3)
当10>R1≥0％ C1＝0.055×R1 (4)
本次R1＝80％，采用公式(3)计算C1，则：
C1＝0.0044×R1+0.505＝0.0044×80+0.505＝0.857
(2)确定着火性能优良煤种1着火性能对混煤煤粉气流着火温度的非线性影响因子C2，C2计算参见公式(5)
C2＝0.0003×(IT2-IT1)+0.25＝0.0003×(830-450)+0.25＝0.364 (5)
(3)确定煤种1和煤种2燃烧性能偏差对混煤煤粉气流着火温度的非线性影响因子C3，C3计算参见公式(6)
(4)定量确定混煤煤粉气流着火温度的非线性影响温度ΔIT，ΔIT计算参见公式(7)
ΔIT＝C1×C2×C3＝0.857×0.364×113.889＝35.53 (7)
第四步：计算混煤煤粉气流着火温度ITh，单位为℃，ITh计算参见公式(8)和公式(9)
ITh＝ITc-ΔIT＝526-35.53＝490.47 (8)
如果ITh<IT1，则ITh＝IT1 (9)
最终预测ITh＝490.47℃，通过实验室测试得到IT＝480℃，偏差为10.47℃。
具体实施案例3，典型褐煤和烟煤掺烧后混煤的煤粉气流着火温度IT，℃：
第一步：提供煤种1的煤粉气流着火温度IT1(℃)和煤种2的煤粉气流着火温度IT2(℃)、煤种1的掺烧比例R1(％)和煤种2的掺烧比例R2(％)，其中R1+R2＝100％，其中煤种1为着火性能优良的煤种即煤种1的煤粉气流着火温度相比煤种2的煤粉气流着火温度偏低；
褐煤IT1＝380℃，无烟煤IT2＝640℃；
褐煤掺烧比例R1＝80％，无烟煤掺烧比例R2＝20％，
第二步：计算煤种1和煤种2混合后的混煤的加权平均煤粉气流着火温度ITc(单位为℃)，具体计算方法参见公式(1)；
第三步：计算掺烧煤种及掺烧比例对混煤煤粉气流着火温度的非线性影响ΔIT，单位为℃；
(1)确定着火性能优良煤种1掺烧比例对混煤煤粉气流着火温度的非线性影响因子C1，C1计算参见公式(2)或公式(3)或公式(4)
当R1>90％ C1＝-0.09×R1+9 (2)
当90％≥R1≥10％ C1＝0.0044×R1+0.505 (3)
当10>R1≥0％ C1＝0.055×R1 (4)
本次R1＝80％，采用公式(3)计算C1，则：
C1＝0.0044×R1+0.505＝0.0044×80+0.505＝0.857
(2)确定着火性能优良煤种1着火性能对混煤煤粉气流着火温度的非线性影响因子C2，C2计算参见公式(5)
C2＝0.0003×(IT2-IT1)+0.25＝0.0003×(640-380)+0.25＝0.328 (5)
(3)确定煤种1和煤种2燃烧性能偏差对混煤煤粉气流着火温度的非线性影响因子C3，C3计算参见公式(6)
(4)定量确定混煤煤粉气流着火温度的非线性影响温度ΔIT，ΔIT计算参见公式(7)
ΔIT＝C1×C2×C3＝0.857×0.328×130.26＝36.62 (7)
第四步：计算混煤煤粉气流着火温度ITh，单位为℃，ITh计算参见公式(8)和公式(9)
ITh＝ITc-ΔIT＝432-36.62＝395.38 (8)
如果ITh<IT1，则ITh＝IT1 (9)
最终预测＝395.38℃，通过实验室测试得到IT＝410℃，偏差为-14.62℃。
Claims (1)
1.两种单一煤种掺烧后混煤煤粉气流着火温度的计算方法，其特征在于：包括如下步骤：
第一步：提供煤种1的煤粉气流着火温度IT1和煤种2的煤粉气流着火温度IT2℃、煤种1的掺烧比例R1和煤种2的掺烧比例R2，R1+R2＝100％，其中煤种1的煤粉气流着火温度相比煤种2的煤粉气流着火温度偏低；其中：煤种1的煤粉气流着火温度IT1和煤种2的煤粉气流着火温度IT2的单位为℃，煤种1的掺烧比例R1和煤种2的掺烧比例R2的单位为％；
第二步：计算煤种1和煤种2混合后的混煤的加权平均煤粉气流着火温度ITc，单位为℃，具体计算参见公式(1)；
第三步：计算掺烧煤种及掺烧比例对混煤煤粉气流着火温度的非线性影响ΔIT，单位为℃；
(1)确定煤种1掺烧比例对混煤煤粉气流着火温度的非线性影响因子C1，C1计算参见公式(2)或公式(3)或公式(4)
当R1>90％C1＝-0.09×R1+9(2)
当90％≥R1≥10％C1＝0.0044×R1+0.505(3)
当10>R1≥0％ C1＝0.055×R1 (4)
(2)确定煤种1着火性能对混煤煤粉气流着火温度的非线性影响因子C2，C2计算参见公式(5)
C2＝0.0003×(IT2-IT1)+0.25 (5)
(3)确定煤种1和煤种2燃烧性能偏差对混煤煤粉气流着火温度的非线性影响因子C3，C3计算参见公式(6)
(4)定量确定混煤煤粉气流着火温度的非线性影响温度ΔIT，ΔIT计算参见公式(7)
ΔIT＝C1×C2×C3 (7)
第四步：计算混煤煤粉气流着火温度ITh，单位为℃，ITh计算参见公式(8)和公式(9)
ITh＝ITc-ΔIT (8)
如果ITh<IT1，则ITh＝IT1 (9)。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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