CN112812872A - 一种煤矸石掺烧防结焦处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种煤矸石掺烧防结焦处理方法，该方法包括所用的原煤种与掺烧煤矸石的用量比按照：原煤种的灰分中组分含量与掺烧的煤矸石的灰分中总组分的质量含量符合J=（Fe2O3+CaO+MgO+Na2O+K2O）/（SiO2+Al2O3+TiO2）＜0.5，及R=1.24×J+0.28×SiO2/Al2O3‑1.9×SiO2/(SiO2+Fe2O3+CaO+MgO)+5.4＜1.5，灰中Na2O含量%＜2.0%进行添加煤矸石，各组分指的是均是质量含量。本发明的方法有效的缓解、抑制锅炉结焦，保证锅炉高负荷、经济、安全稳定运行，该方法成本低、实施简单，有效抑制了锅炉结焦堵灰、带负荷问题，同时也降低锅炉运行成本。

Description

一种煤矸石掺烧防结焦处理方法
技术领域
本发明涉及锅炉防结焦治理技术领域，具体涉及一种煤矸石掺烧防结焦处理方法。
背景技术
目前，现有的电站锅炉和工业锅炉以燃煤为主，但由于所用煤质偏差且多变，大多数锅炉都或多或少地出现结焦、结渣等现象。新疆广汇新能源公司动力站锅炉也存在着比较严重的结焦现象，结焦会严重危害锅炉运行的安全性和经济性，甚至被迫停炉，因而防止和减轻结焦是锅炉设计和运行中非常重要的问题。
一些电站锅炉存在不同程度的结焦现象，部分电厂因为结焦严重迫使锅炉出力降低10％～20％，热效率降低1％～2.5％。炉膛内因为结焦会增加受热面的传热阻力，使冷壁辐射吸热量下降，炉膛出口烟温升高，并影响水循环工况，使对流受热面因热负荷升高而超温；燃烧器喷口及其附近结焦会射流及炉内动力工况改变，影响风粉混合及燃烧；炉膛出口受热面结焦会影响受热面传热，甚至影响汽温，并增大通风阻力，大焦块脱落会砸坏水冷壁、冷灰斗，有可能造成炉膛灭火。个别结焦比较严重的锅炉，不仅影响正常运行，停炉清焦被迫采用定向爆破手段，极易造成破坏性后果。可见结焦的危害性很大，如何有效地防止锅炉结焦已经成为人们普遍关心的问题。
发明内容
（一）要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种煤矸石掺烧防结焦处理方法，有效的缓解、抑制锅炉结焦，保证锅炉高负荷、经济、安全稳定运行。
（二）技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种煤矸石掺烧防结焦处理方法，该方法包括所用的原煤种与掺烧煤矸石的用量比按照：原煤种的灰分中组分含量与掺烧的煤矸石的灰分中总组分的质量含量符合J=（Fe2O3 +CaO+MgO+ Na2O+ K2O）/ （SiO2+Al2O3 +TiO2 ）＜0.5，及R=1.24×J+0.28× SiO2/Al2O3-1.9×SiO2/ (SiO2 +Fe2O3 +CaO+MgO)+5.4＜1.5，灰中Na2O含量%＜2.0%；，各组分指的是均是质量含量。如上所述的方法，优选地，所述原煤种为白石湖煤种，所述煤矸石为泥岩，所述泥岩的用量为所述原煤种的10%~13%。
如上所述的方法，优选地，所述白石湖煤种的煤灰中按重量百分数计为组分含量为：二氧化硅（SiO2）19.33%，三氧化二铝（Al2O3）8.45%，氧化钙（CaO）39.41%，氧化镁（MgO）1.70%，三氧化二铁（Fe2O3）15.00%，氧化钾（K2O）0.29%，氧化钠（Na2O）2.56%。
本发明提供的方法首先通过对白石湖煤种做了大量的分析工作，掌握影响该煤种结焦的因素；后通过大量的数据分析，确定了几项掺烧物质，低结焦煤、高岭土、泥岩、硬度低的沙土；经过原材料成本、运输成本、取材成本、对设备、锅炉燃烧的影响等各项分析对比，泥岩取材便利、资源丰富、运输费用低、原材料成本为0等诸多优势，决定进行泥岩掺烧试验，并对泥岩与白石湖煤种各种混合比例的混煤进行了工业分析对比，确定了按掺烧泥岩5%进行试验。确定比例后编制了泥岩与原煤混合掺烧方案，开始应用在三台运行锅炉中进行实际掺烧试验。严密观察锅炉燃烧工况，记录各项参数，根据炉内实际燃烧工况及参数变化，不断进行比例调整，确定了最佳掺烧比例10～13%。极大地延长了锅炉运行周期，改善了锅炉结焦状况，降低了掺烧费用，为公司全面提产保持长周期稳定运行提供了能源动力保证。为白石湖煤种作为动力燃煤寻找到了低廉方便的抑制结焦的物质，为白石湖煤种掺烧开创了新的领域，收集宝贵的数据，总结了丰富的经验。对锅炉各受热面结焦明显起到抑制效果，对于对流受热面沾污、堵灰可以起到缓解的作用，有效的延长了锅炉运行周期。
最后通过泥岩掺烧提高燃煤灰份，增强灰渣结渣性。利用泥岩补充煤中灰份，平衡煤灰中的酸碱比例，提高煤灰的流动性温度，以此达到抑制结焦减少堵灰，提高锅炉的运行周期。通过公司动力锅炉实际掺烧泥岩试验证明，在白石湖煤中掺烧一定比例的泥岩可有效地抑制锅炉结焦，极大地降低了掺烧费用，锅炉运行周期可长达6个月以上。
本发明针对新疆广汇新能源公司动力站600t/h高温高压煤粉锅炉长期以来存在的易结焦，受热面污染导致的锅炉效率降低，锅炉能效达不到设计值等问题，以现场实际运行情况、锅炉综合测试、热力计算结果为依据，研究锅炉抗结焦及能效提升的几个方面因素，通过进一步的技改措施，可有效的提高锅炉的抗结焦性和总和热效率，从而为锅炉长周期运行打下坚实基础。
（三）有益效果
本发明的有益效果是：
本发明提供的一种煤矸石掺烧防结焦处理方法，有效的缓解、抑制锅炉结焦，保证锅炉高负荷、经济、安全稳定运行。该方法成本低、实施简单，效果极为明显。
通过掺烧试验，收据收集，对比分析，最终确定最佳掺烧比例为10-13%的泥岩。从而有效抑制了锅炉结焦堵灰、带负荷问题，同时也降低锅炉运行成本。具体指标如下：
经济指标：锅炉负荷：由原400 t/h增加至520t/h；
炉膛出口温度：由原1100℃降低至980℃；
排烟温度：由原190℃降低至150℃。
具体实施方式
本发明通过对广汇新能源动力车间锅炉进行试验，其燃烧煤种属于准东煤，煤质中有很高的钠含量，灰熔点温度低，运行中极易发生结焦、沾污、积灰现象，后通过掺烧矸石的燃烧方式，来改变煤种的灰熔点温度及酸碱金属元素的成分比来改变煤灰的结渣难易程度，从而抑制了锅炉结焦。
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合数据对比，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
实施例1
实施方法：以广汇白石湖煤质为主，进行其它煤种、介质掺烧试验，通过燃烧调整，掺烧比例调整，炉内观察，数据收集，分析对比，最终获取最佳掺烧方案。
通过对白石湖煤种全面的元素分析、工业分析、特性分析对比，得出结论新疆哈密伊吾县广汇白石湖煤种属于高结焦、高沾污煤种，其煤种特性及其接近新疆准东煤种特性。具体分析对比材料如下表1。
表1
项目 单位 白石湖煤
煤灰熔融特征温度/变形温度(DT) ℃ 1240
煤灰熔融特征温度/软化温度(ST) ℃ 1270
煤灰熔融特征温度/半球温度（HT） ℃ 1280
煤灰熔融特征温度/流动温度（FT） ℃ 1290
煤灰中二氧化硅（SiO<sub>2</sub>） % 19.33
煤灰中三氧化二铝（Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>） % 8.45
煤灰中二氧化钛（TiO<sub>2</sub>） % 0.46
煤灰中氧化钙（CaO） % 39.41
煤灰中氧化镁（MgO） % 1.70
煤灰中三氧化硫（SO<sub>3</sub>） % 8.50
煤灰中三氧化二铁（Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>） % 15.00
煤灰中氧化钾（K<sub>2</sub>O） % 0.29
煤灰中氧化钠（Na<sub>2</sub>O） % 2.56
煤灰中氧化锰（MnO<sub>2</sub>） % 0.224
煤灰中五氧化二磷(P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>) % 0.10
粘结指数（GR,I） /
白石湖煤灰的基本特性：
1、低Al、Si：Al2O3、SiO2含量低、灰熔点低；
2、高K、Na：Na2O、K2O含量高；
3、高Ca、高Mg：CaO、MgO含量高、易于转化；
4、高SO3：SO3含量高、反应活性高、吸附性强；
5、白石湖结焦、沾污计算汇总如表2，表2中是指按各组分在灰分组分中的质量百分数进行计算。
表2
Figure DEST_PATH_IMAGE002
结合以上数据对比分析，对泥岩与白石湖煤种各种混合比例的混煤进行了工业分析对比，先确定了按掺烧泥岩5%进行试验。确定比例后编制了泥岩与原煤混合掺烧方案，开始应用在三台运行锅炉中进行实际掺烧试验。严密观察锅炉燃烧工况，记录各项参数，根据炉内实际燃烧工况及参数变化，不断进行比例调整，最后确定按照添加的泥岩的量实现泥岩与中灰分白石湖煤种中添加后的比例符合R＜1.5，及J=（Fe2O3 +CaO+MgO+ Na2O+ K2O）/（SiO2+Al2O3 +TiO2）＜0.5确定了最佳掺烧比例10～13%。
当泥岩占原煤的重量的12%时，进行混合掺烧的指标如下：
经济指标：锅炉负荷：由原400 t/h增加至520t/h；
炉膛出口温度：由原1100℃降低至980℃；
排烟温度：由原190℃降低至150℃。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明做其它形式的限制，任何本领域技术人员可以利用上述公开的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.一种煤矸石掺烧防结焦处理方法，其特征在于，所用的原煤种与掺烧煤矸石的用量比按照符合如下组分的限定进行确定掺杂用量：原煤种的灰分中组分含量与掺烧的煤矸石的灰分中总组分含量符合J=（Fe2O3 +CaO+MgO+ Na2O+ K2O）/ （SiO2+Al2O3 +TiO2 ）＜0.5，及R=1.24×J+0.28× SiO2/ Al2O3-1.9×SiO2/ (SiO2 +Fe2O3 +CaO+MgO)+5.4＜1.5，灰中Na2O含量%＜2.0%。
2.如权利要求1所述的煤矸石掺烧防结焦处理方法，其特征在于，所述原煤种为白石湖煤种，所述煤矸石为泥岩，所述泥岩的用量为所述原煤种的10%~13%。
3.如权利要求2所述的煤矸石掺烧防结焦处理方法，其特征在于，所述白石湖煤种的煤灰中按重量百分数计为组分含量为：二氧化硅（SiO2）19.33%，三氧化二铝（Al2O3）8.45%，氧化钙（CaO）39.41%，氧化镁（MgO）1.70%，三氧化二铁（Fe2O3）15.00%，氧化钾（K2O）0.29%，氧化钠（Na2O）2.56%。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114263926A (zh) * 2022-01-26 2022-04-01 西安热工研究院有限公司 一种防控高碱煤锅炉结渣沾污的系统和方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4454017A (en) * 1981-03-20 1984-06-12 Rollan Swanson Process for recovering hydrocarbon and other values from shale oil rock
EP2243845A1 (en) * 2003-04-09 2010-10-27 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Method for producing reduced metal using upgraded coal
CN102519046A (zh) * 2011-12-02 2012-06-27 西安交通大学 一种化工废弃物回收利用系统及方法
CN105987381A (zh) * 2015-05-29 2016-10-05 陕西华电瑶池发电有限公司 一种cfb锅炉优化燃煤钙硫比平衡脱硫脱硝的方法
CN111413482A (zh) * 2020-04-08 2020-07-14 西安热工研究院有限公司 一种基于初始结渣温度判别煤结渣性能的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4454017A (en) * 1981-03-20 1984-06-12 Rollan Swanson Process for recovering hydrocarbon and other values from shale oil rock
EP2243845A1 (en) * 2003-04-09 2010-10-27 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Method for producing reduced metal using upgraded coal
CN102519046A (zh) * 2011-12-02 2012-06-27 西安交通大学 一种化工废弃物回收利用系统及方法
CN105987381A (zh) * 2015-05-29 2016-10-05 陕西华电瑶池发电有限公司 一种cfb锅炉优化燃煤钙硫比平衡脱硫脱硝的方法
CN111413482A (zh) * 2020-04-08 2020-07-14 西安热工研究院有限公司 一种基于初始结渣温度判别煤结渣性能的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙学信主编: "《燃煤锅炉燃烧试验技术与方法》", 31 January 2002, 北京：中国电力出版社 *
王世川: "循环流化床锅炉多燃料掺烧及安全运行", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库 （硕士） 工程科技Ⅱ辑》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114263926A (zh) * 2022-01-26 2022-04-01 西安热工研究院有限公司 一种防控高碱煤锅炉结渣沾污的系统和方法
CN114263926B (zh) * 2022-01-26 2024-04-02 西安热工研究院有限公司 一种防控高碱煤锅炉结渣沾污的系统和方法

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