CN112628784B - 一种调控准东煤煤灰成分的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种调控准东煤煤灰成分的方法，根据炉膛出口烟温设定混煤初始结渣温度，并根据煤和添加剂的煤灰成分设计混煤的掺配比例，同时对混煤的初始结渣温度进行验证，验证通过后根据掺配比例进行混煤，然后获取混煤燃烧时炉膛出口烟温，当出口烟温不稳定，则调节设定Tc值，调节设定的混煤初始结渣温度，调配煤和添加剂的比例，直至炉膛出口烟温恒定，解决了混煤结渣沾污的问题。能够很好的指导燃准东煤锅炉掺配添加剂，且根据锅炉实时负荷(烟温)及时调整掺配比例，节约燃煤成本。
Description
技术领域
本发明涉及锅炉煤炭掺烧技术领域，具体为一种调控准东煤煤灰成分的方法。
背景技术
准东煤极易着火、极易燃尽、且硫含量低，是一种优良的动力用煤，但准东煤煤灰中碱性氧化物含量高，而硅铝等酸性氧化物含量低，导致燃用准东煤时存在严重结渣、沾污问题，目前部分燃用准东煤的电厂通过掺配一定比例的硅铝添加剂来缓解准东煤沾污结渣问题，但硅铝添加剂品质不一、成分波动较大，且不同锅炉设计煤种差异较大，按照经验选用硅铝添加剂，或者采用固定添加剂掺配比例容易导致调控煤灰抑制结渣沾污的效果不稳定。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种调控准东煤煤灰成分的方法，解决了避免准东煤沾污结渣问题。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种调控准东煤煤灰成分的方法，包括以下步骤：
步骤1、获取炉膛出口烟温；
步骤2、根据炉膛出口烟温确定混煤初始结渣温度，并且混煤初始结渣温度大于炉膛出口烟温；
步骤3、分别获取煤和添加剂的煤灰成分；
步骤4、根据煤和添加剂的煤灰成分确定混煤中煤和添加剂的掺配比例，并根据煤和添加剂的掺配比例计算混煤的煤灰成分；
步骤5、根据步骤4得到混煤的煤灰成分计算混煤初始结渣温度，并与步骤2设定混煤初始结渣温度进行比对，相同则执行步骤6，不相同则执行步骤4调整煤和添加剂的掺配比例，直至计算的混煤初始结渣温度与设定的混煤初始结渣温度相同；
步骤6、根据步骤5得到的煤及添加剂掺配比例进行混煤；
步骤7、获取步骤6混煤燃烧时炉膛出口烟温，当出口烟温不能维持稳定，则调节步骤2设定的混煤初始结渣温度，调配煤和添加剂的比例，并执行步骤4-7，直至炉膛出口烟温在当前配煤条件下稳定。
优选的，步骤2中混煤的碱金属需要满足以下条件：
当燃烧机组的功率为100MW~300MW ，则混煤灰中碱金属Na2O含量 <3%；
当燃烧机组的功率为300MW~1000MW，则混煤灰中碱金属Na2O含量 <3.5%。
优选的，步骤4中混煤的煤灰成分计算方法如下：
Yh=(Pm*Am*Ym+Pt*At*Yt)/(Pm*Am + Pt*At)
其中，Pm为准东煤的质量分数；Pt为添加剂的质量分数；Am为准东煤的灰分质量分数；At为添加剂灰分的质量分数；Ym为准东煤灰分中氧化物的质量分数；Yt为添加剂灰分中氧化物的质量分数；Yh为混煤灰分中氧化物的质量分数。
优选的，步骤5中混煤初始结渣温度的计算方法如下：
TS0 h=3.57*[18-(K2O h%＋Na2O h%)2-0.048(Fe2O3 h%+CaO h%)]+1025
其中，K2O h、Na2O h、Fe2O3 h和CaO h为混煤灰中相应组分的质量分数； TS0 h为混煤初始结渣温度。
优选的，步骤6后还包括以下步骤：
获取步骤6混煤燃烧后的煤灰成分，根据燃烧以后的煤灰成分与步骤4计算的煤灰成分进行对比，如不相同，则执行步骤6，调配准东煤及硅铝添加剂掺配比例，直至混煤燃烧后的煤灰成分与步骤4计算的煤灰成分一致。
优选的，在炉膛出口烟温的基础上提高设定温度得到混煤初始结渣温度；步骤7中，当炉膛出口烟温持续上升，则调整步骤2的设定温度Tc值，同时改变添加剂掺配比例，重复步骤4-7，直至炉膛出口烟温稳定。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的一种调控准东煤煤灰成分的方法，根据炉膛出口烟温设定混煤初始结渣温度，并根据煤和添加剂的煤灰成分设计混煤的掺配比例，然后获取混煤燃烧时炉膛出口烟温，当出口烟温不稳定，则调节设定的混煤初始结渣温度，调配煤和添加剂的比例，直至炉膛出口烟温恒定，可根据不同锅炉调整掺配比例，同时对某一确定锅炉可根据不同出口烟温调整掺配比例，解决了燃用准东煤时结渣沾污问题，节约燃料成本。
附图说明
图1为本发明燃煤电站系统的系统图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
一种调控准东煤煤灰成分的方法，包括以下步骤：
步骤1、获取炉膛出口烟温。
在炉膛的出口设置烟温监测系统，通过烟温监测系统测量炉膛出口烟的温度。
烟温监测系统可选红外测温、热电偶测温、超声波测温等。
步骤2、根据炉膛出口烟温设定混煤初始结渣温度，并且混煤初始结渣温度大于炉膛出口烟温，同时混煤的碱金属含量需要满足机组要求。
具体的，在炉膛出口烟温的基础上提高设定温度即可得到混煤初始结渣温度，计算公式如下：
TS0（混煤初始结渣温度）-Tc（设定温度）>Tlt(炉膛出口烟温)
其中，设定温度Tc根据经验给定，Tc=100℃。
混煤的碱金属满足：
当燃烧机组的功率为100MW~300MW ，则Na2O <3%。
当燃烧机组的功率为300MW~1000MW，则Na2O <3.5%。
步骤3、获取准东煤和添加剂的煤灰成分，煤灰成分包括Na2O、K2O、CaO及Fe2O3。
检测方法为在线检测或取样化验。
步骤4、根据准东煤和添加剂的煤灰成分确定混煤中准东煤和添加剂的掺配比例，并根据准东煤和添加剂的掺配比例计算混煤的煤灰成分。
Yh=(Pm*Am*Ym+Pt*At*Yt)/ (Pm*Am + Pt*At)
其中，Pm为准东煤的质量分数；Pt为添加剂的质量分数；Am为准东煤的灰分质量分数；At为添加剂灰分的质量分数；Ym为准东煤灰分中氧化物的质量分数；Yt为添加剂灰分中氧化物的质量分数；Yh为混煤灰分中氧化物的质量分数。
氧化物包括K2O、Na2O、Fe2O3和CaO。
步骤5、根据步骤4得到混煤的煤灰成分计算混煤初始结渣温度，并与步骤2设定混煤初始结渣温度进行比对，相同则执行步骤6，不相同则执行步骤4调整准东煤和添加剂的掺配比例，直至计算的混煤初始结渣温度与设定混煤初始结渣温度相同。
TS0 h=3.57*[18-(K2O h%＋Na2O h%)2-0.048(Fe2O3 h%+CaO h%)]+1025
其中，K2O h、Na2O h、Fe2O3 h和CaO h为混煤灰中相应组分的质量分数； TS0 h为混煤初始结渣温度。
步骤6、根据准东煤及硅铝添加剂掺配比例进行混煤。
添加剂掺配系统可选皮带掺配、斗轮机掺配等。
步骤7、获取步骤6混煤燃烧后的煤灰成分，根据燃烧以后的煤灰成分与步骤4计算的煤灰成分进行对比，如不相同，则执行步骤6，调配准东煤及硅铝添加剂掺配比例，直至混煤燃烧后的煤灰成分与步骤4计算的煤灰成分一致。
步骤8、监测炉膛出口烟温，若持续上升，则增加步骤2的设定温度Tc，增加硅铝添加剂掺配比例，重复步骤4-7，直至炉膛出口烟温恒定。
本发明提供的一种调控准东煤煤灰成分的方法，综合考虑煤灰中Na2O、K2O、Fe2O3、CaO主要碱金属、碱土金属对准东煤结渣沾污的影响，且考虑不同容量机组对准东煤适应性的差易。考虑不同负荷下炉膛出口烟温不同，掺配添加剂比例也同步调节，节约了燃煤成本，同时由于不同锅炉设计参数（容积热负荷、壁面热负荷、吹灰器数量）不同，可根据实际掺烧情况，调整Tc值，方法灵活，对不同锅炉适应性更强。该方法能够很好的指导燃准东煤锅炉掺配添加剂，且根据锅炉实时负荷（烟温）及时调整掺配比例，节约燃煤成本。
实施例1
一种调控准东煤煤灰成分的方法，实例在一台350MW烟煤锅炉机组上进行，经过上述方法得到准东煤及添加剂掺配比例；
表1 掺配比例计算
| 准东煤 | 硅铝添加剂 | 掺配比例4% | 掺配比例8% | 掺配比例12% | |
| 灰分 | 5.27 | 96 | 8.76 | 11.99 | 14.99 |
| 灰中氧化钙 | 5.66 | 4.25 | 5.07 | 4.82 | 4.69 |
| 灰中三氧化二铁 | 11.68 | 0.73 | 7.06 | 5.91 | 4.17 |
| 灰中氧化钠 | 5.55 | 1.21 | 3.72 | 2.98 | 2.57 |
| 灰中氧化钾 | 0.51 | 1.9 | 1.11 | 1.33 | 1.46 |
| 初始结渣温度 | 955 | 1618 | 1004 | 1020 | 1029 |
锅炉满负荷下炉膛出口温度为905℃，要求初始结渣温度在1005℃以上，且碱金属Na2O<3..5%，因此根据初始结渣温度及混煤灰中氧化钠含量，掺配8%左右高岭土即可满足要求，实际掺配后观察炉内结渣情况较轻，炉膛出口烟温未见持续升高，可见有效缓解了燃用准东煤时的结渣沾污情况。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种调控准东煤煤灰成分的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、获取炉膛出口烟温；
步骤2、根据炉膛出口烟温确定混煤初始结渣温度，并且混煤初始结渣温度大于炉膛出口烟温；
步骤3、分别获取煤和添加剂的煤灰成分；
步骤4、根据煤和添加剂的煤灰成分确定混煤中煤和添加剂的掺配比例，并根据煤和添加剂的掺配比例计算混煤的煤灰成分；
步骤5、根据步骤4得到混煤的煤灰成分计算混煤初始结渣温度，并与步骤2设定混煤初始结渣温度进行比对，相同则执行步骤6，不相同则执行步骤4调整煤和添加剂的掺配比例，直至计算的混煤初始结渣温度与设定的混煤初始结渣温度相同；
步骤6、根据步骤5得到的煤及添加剂掺配比例进行混煤；
步骤7、获取步骤6混煤燃烧时炉膛出口烟温，当出口烟温不能维持稳定，则调节步骤2设定的混煤初始结渣温度，调配煤和添加剂的比例，并执行步骤4-7，直至炉膛出口烟温在当前配煤条件下稳定。
2.根据权利要求1所述的一种调控准东煤煤灰成分的方法，其特征在于，
步骤2中混煤的碱金属需要满足以下条件：
当燃烧机组的功率为100MW~300MW ，则混煤灰中碱金属Na2O含量 <3%；
当燃烧机组的功率为300MW~1000MW，则混煤灰中碱金属Na2O含量 <3.5%。
3.根据权利要求1所述的一种调控准东煤煤灰成分的方法，其特征在于，
步骤4中混煤的煤灰成分计算方法如下：
Yh=(Pm*Am*Ym+Pt*At*Yt)/ (Pm*Am + Pt*At)
其中，Pm为准东煤的质量分数；Pt为添加剂的质量分数；Am为准东煤的灰分质量分数；At为添加剂灰分的质量分数；Ym为准东煤灰分中氧化物的质量分数；Yt为添加剂灰分中氧化物的质量分数；Yh为混煤灰分中氧化物的质量分数。
4.根据权利要求3所述的一种调控准东煤煤灰成分的方法，其特征在于，
步骤5中混煤初始结渣温度的计算方法如下：
TS0 h=3.57*[18-(K2O h%＋Na2O h%)2-0.048(Fe2O3 h%+CaO h%)]+1025
其中，K2O h、Na2O h、Fe2O3 h和CaO h为混煤灰中相应组分的质量分数； TS0 h为混煤初始结渣温度。
5.根据权利要求1所述的一种调控准东煤煤灰成分的方法，其特征在于，步骤6后还包括以下步骤：
获取步骤6混煤燃烧后的煤灰成分，根据燃烧以后的煤灰成分与步骤4计算的煤灰成分进行对比，如不相同，则执行步骤6，调配准东煤及硅铝添加剂掺配比例，直至混煤燃烧后的煤灰成分与步骤4计算的煤灰成分一致。
6.根据权利要求1所述的一种调控准东煤煤灰成分的方法，其特征在于，步骤2中混煤初始结渣温度的确定方法如下：
在炉膛出口烟温的基础上提高设定温度得到混煤初始结渣温度；
步骤7中，当炉膛出口烟温持续上升，则调整步骤2的设定温度Tc值，同时改变添加剂掺配比例，重复步骤4-7，直至炉膛出口烟温稳定。
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