煤質(zhì)對鍋爐效率的影響分析報告

1、煤質(zhì)對鍋爐效率的影響受煤炭市場影響，本月煤質(zhì)發(fā)熱量嚴重偏低，機組頻繁出現(xiàn)限負荷情況，沒有能力進行提高煤質(zhì)指標的試驗。因此通過理論分析煤質(zhì)對鍋爐效率的影響。煤質(zhì)對機組經(jīng)濟性的影響指標分為如下二類：一、直接影響鍋爐效率有關(guān)的煤質(zhì)指標為低位熱值、收到基灰分。二、煤質(zhì)影響鍋爐效率相關(guān)參數(shù)為飛灰可燃物、排煙溫度、氧量一、對鍋爐效率影響煤質(zhì)指標確定根據(jù)反平衡鍋爐效率計算方法（摘自中國大唐集團公司耗差分析技術(shù)標準），鍋爐機組的損失包括排煙損失、化學未完全燃燒熱損失、固體未完全燃燒損失、散熱損失和灰渣熱損失。即排煙熱損失，；化學不完全燃燒熱損失，；固體未完全燃燒熱損失，；散熱損失，；灰渣物理熱損失，。（1）、

2、排煙熱損失基準溫度一般取環(huán)境溫度。，根據(jù)燃料種類選??；排煙過量空氣系數(shù)；排煙溫度，；基準溫度，。、為經(jīng)驗系數(shù)，取值見下表煤種無煙煤、貧煤3.550.44煙煤3.540.44Mar>15%的洗中煤3.570.62褐煤3.620.90（2）、化學未完全燃燒熱損失對于煤粉爐而言，一般該項損失0.5%，因此可以忽略不計。（3）、固體未完全燃燒熱損失固體未完全燃燒熱損失主要是由煙氣飛灰和爐底爐渣中含有可燃物組成。對于煤粉爐而言主要是灰渣和飛灰兩項損失，以及中速磨煤機排出石子煤的熱量損失。如只考慮前兩項損失，具體算法如下：收到基灰分，；煤低位發(fā)熱量，；、灰渣、飛灰占燃料總灰分的份額，；、灰渣、飛灰中

3、可燃物含量百分率，。對于固態(tài)排渣煤粉爐而言，。（4）、鍋爐散熱損失散熱損失主要是指鍋爐爐墻、金屬結(jié)構(gòu)及鍋爐圍的管道等向環(huán)境散失的熱量，算法如下：鍋爐額定蒸發(fā)量，；鍋爐實際蒸發(fā)量，。（5）、灰渣物理熱損失灰渣物理熱損失是指爐渣、飛灰排出鍋爐設備時所帶走的顯熱占輸入熱量的百分率，算法如下：對于固態(tài)排渣煤粉鍋爐，爐渣溫度可以取800；、爐渣的比熱容可以取0.96，飛灰的比熱容一般可以取0.82；鍋爐排煙溫度，。二、煤質(zhì)指標直接影響鍋爐效率的分析通過反平衡鍋爐效率的計算公式確定直接影響鍋爐效率的煤質(zhì)指標為低位熱值、收到基灰分。我公司9、10號鍋爐設計低位熱值21350kJ/kg、收到基灰分31.5%，

4、受煤炭市場影響長期入爐煤偏離設計值，熱值通常在1750015500kJ/kg之間波動，當熱值降低時收到基灰分相應升高，由于熱值與灰分有相應邏輯關(guān)系，因此取實際運行中煤質(zhì)較差時指標與設計值進行比較。實際低位熱值降至14706kJ/kg對應收到基灰分44.78%（取2010年11月20日8：0014：00 9號爐化驗數(shù)據(jù)）設計煤種條件按固體未完全燃燒熱損失公式反算飛灰可燃物為3%、灰渣可燃物為8%時，計算未完全燃燒熱損失為1.8274%，與設計值1.8接近，按煤種由設計值向?qū)嶋H變化時固體未完全燃燒熱損失有如下變化規(guī)律?；曳植蛔?1.531.531.531.531.531.531.531.531.5

5、31.531.531.531.531.5熱值每降500影響爐效2135020850203501985019350188501835017850173501685016350158501535014850固體未完全燃燒損失1.82741.87121.91721.96552.01632.06982.12622.18572.24872.31552.38632.46152.54172.6273影響固體未完全燃燒損失升高0.04380.04600.04830.05080.05350.05640.05960.06300.06670.07080.07530.08020.0856灰分每升高131.532.53

6、3.534.535.536.537.538.539.540.541.542.543.544.5熱值不變2135021350213502135021350213502135021350213502135021350213502135021350固體未完全燃燒損失1.82741.88541.94352.00152.05952.11752.17552.23352.29152.34952.40762.46562.52362.5816影響固體未完全燃燒損失升高0.05800.05800.05800.05800.05800.05800.05800.05800.05800.05800.05800.05800

7、.0580熱值每降500影響爐效31.532.533.534.535.536.537.538.539.540.541.542.543.544.5灰分升高12135020850203501985019350188501835017850173501685016350158501535014850固體未完全燃燒損失1.82741.93072.03902.15272.27232.39832.53122.67152.81982.97703.14383.32113.51003.7116影響固體未完全燃燒損失升高0.10320.10830.11380.11960.12600.13280.14030.148

8、40.15720.16680.17730.18890.2016由固體未完全燃燒熱損計算公式可知收到基灰分與固體未完全燃燒熱損成線性關(guān)系，即低位熱值不變的情況下灰分每升高1%，q4升高0.058%；與低位熱值成反比例關(guān)系，隨入爐熱值降低固體未完全燃燒熱損為加速升高趨勢，在低位熱值由21350kJ/kg降至14850kJ/kg過程中，每500kJ/kg熱值影響固體末完全燃燒損失由0.0438%至0.0856%間有加速升高趨勢。如不考慮其它因素影響，則因煤質(zhì)熱值與灰分變化影響鍋爐效率關(guān)系如下圖：通過分析當入爐煤由設計值低位熱值21350kJ/kg、收到基灰分31.5%，降至14706kJ/kg對應收

9、到基灰分44.78%時，假定其它指標不變的情況下鍋爐效率降低1.8842%。三、受煤質(zhì)影響的鍋爐指標對效率的分析（1）、飛灰可燃物 公司9、10號鍋爐按貧煙設計，揮發(fā)份較低時，煤粉難以點燃，且燃燒時火焰很短，燃燼也較為困難。而貧煙開始逸出揮發(fā)份的溫度為320390。揮發(fā)份析出后煤質(zhì)會變的松散、孔隙較多，加速了燃燒過程，煤的著火特性主要取決于揮發(fā)分含量，隨揮發(fā)份含量減少，煤粉的著火溫度顯著增加，揮發(fā)份含量越低，飛灰可燃物越高。 在2010年9月15日公司7、9、10號爐飛灰可燃物分別完成9.68%、7.66%、7.89%，較上半月完成值（截止14日）2.52%、1.47%、2.26%，分別大幅升

10、高7.16%、6.19%、5.63%，影響供電煤耗升高9.09g/kWh、7.61g/kWh、6.93g/kWh。 另外當各單一煤種性能差別過大時，由于易燃煤種“搶風”，使難燃煤種燃盡更加困難。由于混煤種的易燃煤總是會在較低溫度下著火，并對難燃煤的點燃有推動作用，所以混煤的著火溫度一般是低于兩煤種按比例加權(quán)平均的數(shù)據(jù)，即混煤的著火性能偏向易燃煤方向。而在燃盡性能方面，由于混煤中的易燃煤“搶風”，使難燃煤在較低氧分壓下燃燒，燃燒條件惡化，出現(xiàn)不易燃盡的現(xiàn)象，從而導致混煤燃盡性能急劇下降。 2011年6月12日13日9、10號爐分別出現(xiàn)可燃物升高的情況，在摻配高揮發(fā)分蒙煤（懷來煤）與低揮發(fā)分黎城縣

11、煤、薛村煤、井陘煤時就會出現(xiàn)因易燃煤種“搶風”引起的飛灰可燃物升高情況。由于飛灰可燃物升高只在特定時段，且與煤質(zhì)總體指標關(guān)聯(lián)性不明顯，因此難以量化說明。（2）、排煙溫度排煙溫度影響因素較多，如鍋爐負荷、爐膛漏風、預熱器漏風、預熱器積灰、煤質(zhì)因素等影響，單獨煤質(zhì)對排煙溫度的影響難以定量分析。 揮發(fā)分對排煙溫度的影響揮發(fā)份含量高的煤種，容易著火燃燒，加速了著火過程，使爐吸熱量相對集中，增加了爐蒸發(fā)受熱面的吸熱份額。爐蒸發(fā)受熱面的吸熱份額增加，爐膛出口煙溫降低，影響尾部對流受熱面入口煙溫降低，進而影響排煙溫度降低。 灰分對排煙溫度的影響灰份升高不但妨礙煤中可燃物質(zhì)與氧的接觸，還要吸收燃料放出的熱量，

12、降低火焰溫度，減緩燃燒速度，致使燃盡困難。爐膛吸熱主要是輻射吸熱方式，火焰溫度降低，相應降低了爐膛吸熱效率，為維持主汽壓力，必然增加燃料量，此時爐膛出口煙氣溫度雖然下降，但煙氣體積增加影響各段受熱面煙溫升高，最終影響排煙溫度升高。同時存在熱值升高排煙溫度降低的現(xiàn)象。 9、10號爐設計收到基灰分31.5%，由于當前燃用煤種熱值降低，對應收到基灰分通常在39%45%圍，灰分升高后煙氣攜帶的灰量增加，造成預熱器堵灰現(xiàn)象加劇。 （3）、氧量查300MW鍋爐熱力計算書，在設計煤種下100%負荷對應過量空氣系數(shù)1.25，折算氧量4.2%；75%負荷對應過量空氣系數(shù)1.31，折算氧量5%；50%負荷對應過量

13、空氣系數(shù)1.52，折算氧量7.2%。由于煤種變化，2011年8月2日15：0021：00進行了9號爐250MW、300MW負荷工況下氧量6.0%、5.5%、5.0%、4.5%、4.0%工況下的變風量調(diào)整調(diào)試驗。在黎城縣煤40%、薛村煤30%、井南煤20%、國陽煤10%，入爐煤熱值15849kJ/kg、揮發(fā)分12.68%、收到基灰分41.75%，4臺制粉系統(tǒng)運行條件下，比較氧量、排煙溫度、再熱汽溫確定300MW負荷工況氧量維持在4.5%左右、250MW負荷工況時氧量維持在5.0%左右機組經(jīng)濟性較好。不同煤種的理論煙氣量計算煤種實際1實際2實際3設計校核V05.2143855.2404035.67

14、34135.6062856.27178Car51.4551.7557.8256.1662.8Har2.532.522.322.422.7Sar1.221.170.811.350.98Oar2.122.013.262.181.78Nar0.790.80.850.831.17War6.66.56.095.566.5過量空氣系數(shù)1.251.251.251.251.251kg燃料中C生成的CO2容積0.9600570.9656551.07892121.04794561.1718481kg燃料中S生成的SO2容積0.008540.008190.005670.009450.00686理論N2容積，由燃料中

15、N與空氣中N組成4.12568414.14631834.48879624.43560514.9640662V0gy理論干煙氣容積（Nm3/kg）5.09428115.12016335.57338745.49300076.1427742Vgy實際干煙氣容積（Nm3/kg）6.39787746.43026416.99174076.8945727.7107192V0H20理論煙氣中水容積（Nm3/kg）0.44688560.44495050.42462160.42804760.4815357VH20實際煙氣中水容積（Nm3/kg）0.46787350.46604350.44745700.450612

16、90.5067796Vy煙氣總?cè)莘e（Nm3/kg）6.8657506.8963077.4391977.34518468.2174987燃料量計算（kg/小時）151892.75150994.94132641.77131616.7122121.5124發(fā)電標準煤耗（g/kWh)320320320320320發(fā)電量(萬kWh)3030303030低位發(fā)熱量(kj/kg)1850018610211852135023010煙氣量（Nm3/小時）104285710413079867489667481003533通過不同煤種的煙氣量計算，對于300MW鍋爐在實際煤種熱值升高時煙氣量隨之降低，但通過對設計煤種與校核煤種的計算并不存在對應關(guān)系，因此低位熱值對煙氣量影響實質(zhì)上是煤種元素分析對煙氣量的對應關(guān)系。按上表計算實際煤種最大煙氣量與最小煙氣量偏差56109 Nm3/小時，變化量只占總煙氣量的5%左右。 而實際運行中存在如下對應關(guān)系負荷300MW不變時，隨給粉機平均轉(zhuǎn)速升高（入爐煤熱值降低），引風機電流基本不變時可以認為煙氣量相對穩(wěn)定，此時氧量隨給粉機平均轉(zhuǎn)速升高降低，與理論煙氣量計算相符。四、結(jié)論1、當?shù)臀粺嶂挡蛔兊那闆r下灰分每升高1%，固體末完全燃燒