阜新煙煤改燒金竹山無煙煤的問題研究 答辯

指導教師：曹娜論文題目：阜新煙煤鍋爐改燒金竹

山無煙煤的問題研究班級：熱動102班學生：李恒學號：100208021125研究概述研究背景

目前，我國大部分火電廠都燃用煙煤，但受地理位置及煤種價格等各方面的制約，如果電廠繼續(xù)燃用煙煤，將會導致發(fā)電成本較高，經(jīng)濟效益較低，因此許多燃用煙煤的電廠希望能對鍋爐進行改造，將鍋爐燃用煤種由煙煤改為價格較便宜或當?shù)刭Y源較豐富的無煙煤或貧煤。

研究意義

本課題通過對阜新煙煤和金竹山無煙煤鍋爐的熱力計算，分析煤種變化對鍋爐運行經(jīng)濟性帶來的影響，并對計算結(jié)果進行比較和分析，為鍋爐變煤種運行改造提供一些有用的數(shù)據(jù)支持

。論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容第一部分：緒論第二部分：煤質(zhì)變化對鍋爐機組的影響第三部分：兩煤種對比熱力分析計算第四部分：計算結(jié)果匯總與分析第五部分：鍋爐對于煤種變化應對措施一、緒論1.1選題意義及研究目的

關(guān)鍵詞：地理位置、價格、成本、改燒；著火、穩(wěn)燃、結(jié)渣三大問題；能源、研究現(xiàn)狀（生物質(zhì)能、摻燒混燒、低SOx

燃燒等）。

本課題通過對煙煤和無煙煤鍋爐的熱力計算，分析煤種變化對鍋爐運行經(jīng)濟性帶來的影響，并對計算結(jié)果進行比較和分析，提出影響鍋爐運行經(jīng)濟性的因素，為鍋爐變煤種運行改造提供一些數(shù)據(jù)支持。1.2本文主要研究內(nèi)容（1）煤質(zhì)變化對鍋爐機組的影響。（2）阜新煙煤鍋爐燃用阜新煙煤的熱力計算。（3）阜新煙煤鍋爐燃用金竹山無煙煤的熱力計算。（4）對兩個煤種的計算結(jié)果進行對比分析并得出相應結(jié)論。二、煤質(zhì)變化對鍋爐機組的影響2.1煤質(zhì)變化對制粉系統(tǒng)的影響

入爐煤質(zhì)（揮發(fā)分、發(fā)熱量、水分和粘度等）發(fā)生變化時，石子煤量、磨煤機磨損件壽命、磨煤功耗、煤粉細度、磨煤機出力等也將相應發(fā)生變化。

2.2煤質(zhì)變化對鍋爐機組運行狀況的影響

主要分析煤質(zhì)變化對鍋爐出力、燃燒穩(wěn)定性、鍋爐受熱面結(jié)渣、鍋爐受熱面磨損、鍋爐效率、空氣預熱器的影響

2.3煤質(zhì)變化對輔助設備的影響

高溫腐蝕、低溫腐蝕；輸煤除渣系統(tǒng)；除塵器等2.4煤質(zhì)變化對熱經(jīng)濟性的影響煤質(zhì)變化對鍋爐機組的運行造成嚴重影響，因此在進行煤種改燒前必須對改燒前后的煤種分別進行熱力計算，并對結(jié)算結(jié)果進行對比分析，推測改燒前后運行過程中可能出現(xiàn)的問題。三、兩煤種對比熱力分析計算3.1鍋爐概況

國產(chǎn)220t/h高壓鍋爐示意圖

四角布置切圓直流燃燒器，倒U型，自然循環(huán)，固態(tài)排渣煤粉爐。鋼球筒式磨煤機，中間儲倉式制粉系統(tǒng)。三、兩煤種對比熱力分析計算3.2鍋爐各種工質(zhì)流程3.2.1

煙氣流程爐膛→屏式過熱器→高溫對流過熱器→低溫對流過熱器→高溫省煤器→高溫空氣預熱器→低溫省煤器→低溫空氣預熱器3.2.2

蒸汽流程一次噴水減溫二次噴水減溫↓↓汽包→頂棚管→低溫對流過熱器屏式過熱器→高溫對流過熱器冷段→高溫空氣預熱器熱段→汽輪機3.2.3空氣流程

磨煤機↓冷空氣→送分機→空氣預熱器→熱空氣→燃燒器→爐膛三、兩煤種對比熱力分析計算兩煤種煤質(zhì)特性參數(shù)

三、兩煤種對比熱力分析計算3.4/3.5燃用阜新煙煤/金竹山無煙煤的輔助熱力計算3.4.1鍋爐空氣量平衡（漏風系數(shù)、過量空氣系數(shù)、平均過量空氣系數(shù)）3.4.2燃料燃燒計算（燃燒計算表）3.4.3煙氣特性參數(shù)計算（煙氣特性表）3.4.4理論煙氣焓和理論空氣焓的計算（理論煙氣焓、理論空氣焓）3.4.5實際煙氣焓的計算（實際煙氣焓溫表）3.4.6鍋爐熱效率及燃料消耗量計算（熱效率及燃料消耗計算表）3.4.7燃用阜新煙煤的爐膛校核熱力計算（爐膛熱力計算表）四、計算結(jié)果匯總與分析計算結(jié)果匯總

四、計算結(jié)果匯總與分析4.2結(jié)果分析經(jīng)熱力計算，在鍋爐100%負荷下，改燃無煙煤后，由于機械不完全燃燒熱損失q4由1.5%升高到6%，而排煙熱損失q2由原來的6.34%降到5.206%，鍋爐熱效率由原設計煤種的92.751%降至88.294%左右。引起鍋爐熱效率的變化[14]主要由機械不完全燃燒損失q4和排煙熱損失q2決定?，F(xiàn)主要針對煤質(zhì)變化對機械不完全熱損失q4、排煙損失q2兩方面進行簡單分析。四、計算結(jié)果匯總與分析（一）煤質(zhì)變化對排煙損失q2的影響

在煤粉燃燒過程中，水分是不利因素。入爐煤中的水分汽化時吸熱，增加了煤粉著火熱，對煤粉著火不利；水分不參與燃燒，但會吸收煤粉燃燒釋放的熱量，降低了燃燒區(qū)域溫度，對煤粉燃盡不利。水分增大時，尾部受熱面低溫腐蝕的幾率增大，同時易于積灰，因此需要提高排煙溫度以避免低溫腐蝕，這樣一來排煙損失q2也增大，故水分的存在增大了q2。入爐煤中硫分的大小對排煙損失影響也較大。硫在燃燒后生成SO2，有一部分再進一步氧化成SO3。隨煙氣流動的SO3與煙氣中的水蒸氣進一步結(jié)合成硫酸汽。當煙道內(nèi)受熱面壁溫較低時，硫酸汽便凝積成硫酸，使受熱面遭到腐蝕。煤中硫的含量越高，這種腐蝕越嚴重。因此，為避免這種腐蝕，則原設計排煙溫度也就需要增大，與此同時，排煙損失q2也就跟著增大了。四、計算結(jié)果匯總與分析在本課題阜新煙煤改燒金竹山無煙煤的研究中，其灰分含量由原設計煤種的23%降低到22.3%，經(jīng)熱力計算，其鍋爐效率是降低的；其水分含量由原設計煤種的15%降低到7%，其硫分含量由1%降到0.6%，根據(jù)兩煤種的折算水分計算，其排煙溫度估算值由145℃降低到125℃，排煙溫度越低，則排煙損失就越小，故相應排煙損失q2也降低了。四、計算結(jié)果匯總與分析（二）煤質(zhì)變化對機械不完全燃燒損失q4的影響

通常煙煤可磨性較好，無煙煤可磨性較差；碳元素含量低的煤易磨，碳元素含量高的煤難磨。燃用可磨性差的煤種會產(chǎn)生一系列不利的影響：煤粉細度難以合格、制粉電耗增加、制粉出力下降，進而導致q4增大。入爐煤的低位熱值下降時，考慮到保證機組負荷出力的需要，單位時間內(nèi)的給煤量必然相應增加。制粉系統(tǒng)出力的非正常增加會使煤粉變粗，影響煤粉燃盡，間接導致灰、渣可燃物升高；同時，煤粉消耗量的增大，還會導致一次風速增高、風溫降低，導致煤粉著火推遲，火焰中心上移，爐膛出口煙溫提高，q4增大。煤的揮發(fā)分越低，煤中難燃的固定碳成分越多，煤粉越不容易燃盡，揮發(fā)分析出的空隙少，減少了反應表面積，使燃燒反應減慢，不利于快速穩(wěn)定燃燒。在其它指標相同時，煤粉的著火點隨著揮發(fā)份的減少而增大，煤粉的著火熱也隨之增大，煤粉的著火速度減慢，故鍋爐的機械未完全燃燒損失q4隨著揮發(fā)份的減少而增大。四、計算結(jié)果匯總與分析在本課題阜新煙煤改燒金竹山無煙煤的研究中，煤種變化后，入爐煤揮發(fā)分由原設計煤種的41%降低到8%，其煤粉變粗，不易燃燒及燃盡，從而增大了鍋爐機械不完全熱損失q4；低位熱值由18645增大到22210，低位熱值增大時，將導致燃燒室溫度過高，爐膛出口煙溫增大，有可能促使鍋爐結(jié)渣的情況發(fā)生或增大結(jié)渣的可能性，導致q4增大。經(jīng)熱力計算由表4-1知，其機械未完全燃燒損失q4由1.5%增大到6%。五、鍋爐對于煤種變化應對措施（1）由于機械不完全燃燒熱損失增大，而在金竹山無煙煤的熱力計算中，過量空氣系數(shù)只取1.2，按照無煙煤過量空氣系數(shù)的選取范圍為1.2~1.25，因此可適當提高過量空氣系數(shù)，這樣可以減小機械不完全燃燒熱損失。（2）由于改燒無煙煤后，揮發(fā)分降低，因此可采用以空氣預熱器出口的熱風作為輸送煤粉進入爐膛燃燒的方式即熱風送粉方式，使煤粉在風管內(nèi)先行預熱，有利于揮發(fā)分的析出及在爐膛內(nèi)及時著火和穩(wěn)定燃燒，以減少機械不完全熱損失。（3）受地理位置及煤種價格的制約，可加強各煤種的摻燒、混燒和配煤技術(shù)，以提高各煤種特別是劣質(zhì)煤的利用率，降低運行成本。（4）由于金竹山無煙煤揮發(fā)分較低，可在爐頂拱下面的水冷壁上敷設衛(wèi)燃帶。減少燃燒過程的散熱，以提高燃燒區(qū)域的溫度水平，從而改善