一种单一煤种一维火焰炉燃尽率的计算方法与流程

专利2022-06-29  78

本发明涉及煤粉燃尽性能的技术领域,具体涉及一种单一煤种一维火焰炉燃尽率bp的计算方法。



背景技术:

煤的燃尽性能是反映煤燃烧性能的一项重要特性指标,燃用燃尽性能差的煤种时,锅炉会出现飞灰和大渣含碳量升高、受热面超温爆管、炉膛出口温度升高引起结渣和沾污加重等问题;而对燃尽性能优良的煤种,则可能出现汽温不足等问题。

通常煤的燃尽性能测试需要通过特殊的燃烧试验装置,如热天平、一维火焰试验炉等。

目前大多数电厂并没有煤样燃尽性能测试设备,在日常运行和配煤掺烧过程中更多地依靠经验,由于电厂来煤煤种多、煤质波动大,如果入炉煤质选取不合适或者配煤掺烧不当,会引起飞灰和大渣含碳量升高、受热面超温爆管、炉膛出口温度升高引起结渣和沾污加重等问题,给锅炉的安全和经济运行带来了隐患。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。



技术实现要素:

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一种单一煤种一维火焰炉燃尽率bp的计算方法,具体涉及一种单一煤种一维火焰炉燃尽率bp的计算方法,高精度的单一煤种一维火焰炉燃尽率bp的预测,可以用于煤样燃尽性能的评价,为锅炉炉膛设计、配煤掺烧、运行参数(煤粉细度、运行氧量和燃尽风开度等)优化等提供参考依据,可用于智能化的配煤掺烧系统中,用于掺配煤种和掺烧比例的优选,有利于保证煤粉在锅炉中的燃尽,提高锅炉燃烧经济性和安全性。

为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种单一煤种一维火焰炉燃尽率的计算方法,包括如下步骤:

第一步:提供煤样的煤质参数,具体包括全水分mt,%、收到基灰分aar,%、干燥无灰基挥发分vdaf,%和收到基低位发热量qnet,v,ar,mj/kg;

第二步:计算中间值干燥无灰基碳cdaf,%,并将干燥无灰基碳cdaf折算到收到基碳car,%,将具体计算方法参见公式(1)和公式(2);

cdaf=0.0096×mt 0.0244×aar-0.3913×vdaf 0.5043×qnet,v,ar 83.33(1)

第三步:将收到基灰分aar折算到干基灰分ad,%;具体计算方法参见公式(3);将干燥无灰基挥发分vdaf折算到收到基挥发分var,%,具体计算方法参见公式(4);

第四步:计算煤样的一维火焰炉燃尽率bp,%,当计算结果大于100%,取bp=99.99%,具体计算参见公式(5)、公式(6)、公式(7);

当煤样的全水分mt≤20%时,bp计算参见公式(5)或公式(6)

当煤样的收到基挥发分var≥20%时,bp计算参见公式(5)

bp=-0.1197×mt-0.2215×ad 0.1358×var-0.5112×qnet,v,ar 112.27(5)

当煤样的收到基挥发分var<20%时,bp计算参见公式(6)

bp=-0.2×ad 0.25×var-0.2074×car 109.75(6)

当煤样的全水分mt>20%时,bp计算参见公式(7);

bp=0.0026×mtn-0.0132×ad 0.0049×vdaf 98.2083(7)

式(7)中mtn为全水分对煤样燃尽性能的影响,%,具体计算方法参见公式(8);

mtn=886.2×mt-0.167(8)。

和现有技术相比较,本发明具备如下优点:

本发明简单快捷,且精度较高,只需要采用电厂常规测试数据即可,便于在电厂推广应用。

本发明是通过将大量国内具有代表性煤样的实际测试结果进行分析研究得出,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。

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燃尽性能分析和评价,可及时指导电厂配煤掺烧和运行优化。

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1,一种典型烟煤的一维火焰炉燃尽率bp预测:

第一步:提供煤样的煤质参数,具体包括全水分mt,%、收到基灰分aar,%、干燥无灰基挥发分vdaf,%,收到基低位发热量qnet,v,ar,mj/kg;

本次烟煤mt=14.9%,aar=12.07%,vdaf=36.16%,qnet,v,ar=22.41mj/kg

第二步:计算中间值干燥无灰基碳cdaf,%,并将干燥无灰基碳cdaf折算到收到基碳car,%,将具体计算方法参见公式(1)和公式(2);

第三步:将收到基灰分aar折算到干基灰分ad,%;具体计算方法参见公式(3);将干燥无灰基挥发分vdaf折算到收到基挥发分var,%,具体计算方法参见公式(4)。

第四步:计算煤样的一维火焰炉燃尽率bp,%,当计算结果大于100%,取bp=99.99%,具体计算参见公式(5)、公式(6)、公式(7);

当煤样全水分mt≤20%时,bp计算参见公式(5)或公式(6)

当煤样空干基挥发分var≥20%时,bp计算参见公式(5)

bp=-0.1197×mt-0.2215×ad 0.1358×var-0.5112×qnet,v,ar 112.27(5)

当煤样空干基挥发分var<20%时,bp计算参见公式(6)

bp=-0.2×ad 0.25×var-0.2074×car 109.75(6)

当煤样全水分mt>20%时,bp计算参见公式(7);

bp=0.0026×mtn-0.0132×ad 0.0049×vdaf 98.2083(7)

式(7)中mtn为全水分对煤样燃尽性能的影响,%,具体计算方法参见公式(8)。

mtn=886.2×mt-0.167(8)

本次煤样的mt=14.9%,var=26.41,所以采用公式(5)计算煤样的一维火焰炉燃尽率bp,%;

本次烟煤燃尽率bp预测结果为99.42%,而实验室测试结果为99.57%,绝对偏差为0.15%,可见预测结果和实验值测试结果非常接近。

具体实施案例2,一种典型无烟煤的一维火焰炉燃尽率bp预测:

第一步:提供煤样的煤质参数,具体包括全水分mt,%、收到基灰分aar,%、干燥无灰基挥发分vdaf,%,收到基低位发热量qnet,v,ar,mj/kg;

本次无烟煤mt=8.2%,aar=27.86%,vdaf=9.31%,qnet,v,ar=21.42mj/kg

第二步:计算中间值干燥无灰基碳cdaf,%,并将干燥无灰基碳cdaf折算到收到基碳car,%,将具体计算方法参见公式(1)和公式(2);

第三步:将收到基灰分aar折算到干基灰分ad,%;具体计算方法参见公式(3);将干燥无灰基挥发分vdaf折算到收到基挥发分var,%,具体计算方法参见公式(4)。

第四步:计算煤样的一维火焰炉燃尽率bp,%,当计算结果大于100%,取bp=99.99%,具体计算参见公式(5)、公式(6)、公式(7);

当煤样全水分mt≤20%时,bp计算参见公式(5)或公式(6)

当煤样空干基挥发分var≥20%时,bp计算参见公式(5)

bp=-0.1197×mt-0.2215×ad 0.1358×var-0.5112×qnet,v,ar 112.27(5)

当煤样空干基挥发分var<20%时,bp计算参见公式(6)

bp=-0.2×ad 0.25×var-0.2074×car 109.75(6)

当煤样全水分mt>20%时,bp计算参见公式(7);

bp=0.0026×mtn-0.0132×ad 0.0049×vdaf 98.2083(7)

式(7)中mtn为全水分对煤样燃尽性能的影响,%,具体计算方法参见公式(8)。

mtn=886.2×mt-0.167(8)

本次煤样的mt=8.2%,var=5.95,所以采用公式(6)计算煤样的一维火焰炉燃尽率bp,%

本次无烟煤燃尽率bp预测结果为93.07%,而实验室测试结果为92.36%,绝对偏差为0.71%,可见预测结果和实验值测试结果非常接近。

具体实施案例3,一种典型褐煤的一维火焰炉燃尽率bp预测:

第一步:提供煤样的煤质参数,具体包括全水分mt,%、收到基灰分aar,%、干燥无灰基挥发分vdaf,%,收到基低位发热量qnet,v,ar,mj/kg;

本次无烟煤mt=39.4%,aar=22.34%,vdaf=64.43%,qnet,v,ar=9.10mj/kg

第二步:计算中间值干燥无灰基碳cdaf,%,并将干燥无灰基碳cdaf折算到收到基碳car,%,将具体计算方法参见公式(1)和公式(2);

第三步:将收到基灰分aar折算到干基灰分ad,%;具体计算方法参见公式(3);将干燥无灰基挥发分vdaf折算到收到基挥发分var,%,具体计算方法参见公式(4)。

第四步:计算煤样的一维火焰炉燃尽率bp,%,当计算结果大于100%,取bp=99.99%,具体计算参见公式(5)、公式(6)、公式(7);

当煤样全水分mt≤20%时,bp计算参见公式(5)或公式(6)

当煤样空干基挥发分var≥20%时,bp计算参见公式(5)

bp=-0.1197×mt-0.2215×ad 0.1358×var-0.5112×qnet,v,ar 112.27(5)

当煤样空干基挥发分var<20%时,bp计算参见公式(6)

bp=-0.2×ad 0.25×var-0.2074×car 109.75(6)

当煤样全水分mt>20%时,bp计算参见公式(7);

bp=0.0026×mtn-0.0132×ad 0.0049×vdaf 98.2083(7)

式(7)中mtn为全水分对煤样燃尽性能的影响,%,具体计算方法参见公式(8)。

mtn=886.2×mt-0.167(8)

本次煤样的mt=29.4%,所以采用公式(7)计算煤样的一维火焰炉燃尽率bp,%

mtn=886.2×mt-0.167=886.2×39.4-0.167=480(8)

本次褐煤燃尽率bp预测结果为99.28%,而实验室测试结果为99.33%,绝对偏差为0.05%,可见预测结果和实验值测试结果非常接近。


技术特征:

1.一种单一煤种一维火焰炉燃尽率的计算方法,其特征在于:包括如下步骤:

第一步:提供煤样的煤质参数,具体包括全水分mt,%、收到基灰分aar,%、干燥无灰基挥发分vdaf,%和收到基低位发热量qnet,v,ar,mj/kg;

第二步:计算中间值干燥无灰基碳cdaf,%,并将干燥无灰基碳cdaf折算到收到基碳car,%,将具体计算方法参见公式(1)和公式(2);

cdaf=0.0096×mt 0.0244×aar-0.3913×vdaf 0.5043×qnet,v,ar 83.33(1)

第三步:将收到基灰分aar折算到干基灰分ad,%;具体计算方法参见公式(3);将干燥无灰基挥发分vdaf折算到收到基挥发分var,%,具体计算方法参见公式(4);

第四步:计算煤样的一维火焰炉燃尽率bp,%,当计算结果大于100%,取bp=99.99%,具体计算参见公式(5)、公式(6)、公式(7);

当煤样的全水分mt≤20%时,bp计算参见公式(5)或公式(6)

当煤样的收到基挥发分var≥20%时,bp计算参见公式(5)

bp=-0.1197×mt-0.2215×ad 0.1358×var-0.5112×qnet,v,ar 112.27(5)

当煤样的收到基挥发分var<20%时,bp计算参见公式(6)

bp=-0.2×ad 0.25×var-0.2074×car 109.75(6)

当煤样的全水分mt>20%时,bp计算参见公式(7);

bp=0.0026×mtn-0.0132×ad 0.0049×vdaf 98.2083(7)

式(7)中mtn为全水分对煤样燃尽性能的影响,%,具体计算方法参见公式(8);

mtn=886.2×mt-0.167(8)。

2.根据权利要求1所述的一种单一煤种一维火焰炉燃尽率的计算方法,其特征在于:适用于无烟煤、贫煤、烟煤及褐煤动力用煤的计算。

技术总结
本发明公开了一种单一煤种一维火焰炉燃尽率的计算方法,首先提供煤样的煤质参数,包括全水分、收到基灰分、干燥无灰基挥发分和收到基低位发热量;然后计算中间值干燥无灰基碳,并将干燥无灰基碳折算到收到基碳;随后将收到基灰分折算到干基灰分;将干燥无灰基挥发分折算到收到基挥发分;最后计算煤样的一维火焰炉燃尽率;本发明简单快捷,且精度较高,只需要采用电厂常规测试数据即可;通过将大量国内具有代表性煤样的实际测试结果进行分析研究得出,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;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,及时指导电厂配煤掺烧和运行优化。

技术研发人员:刘家利;姚伟;方顺利;王志超;屠竞毅
受保护的技术使用者:西安热工研究院有限公司
技术研发日:2020.01.19
技术公布日:2020.06.09

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