摘要:为了针对某电厂燃用煤种偏离问题去对煤种产生的炉内严重结焦的问题给予处理,同时运用多目标模糊决策方式和热重分析仪去对当前燃用的三种煤种参照不同的掺混形式去进行混煤的实验,同时还需要对于混煤自身的挥发份含量和灰分含量以及综合结焦指数等相关参数去给予分析与对比。分析的结果显示: 使用适当的比例进行掺混之后获得的混煤与锅炉设计的煤种十分接近,并且其不仅仅能够对锅炉出力给予满足同时还能够很好的对锅炉结焦的问题给予缓解。所以我们可以得出对于混煤的特性进行研究并且优化混煤配比不仅仅能够提升火电厂的安全同时对其经济运行也有着非常重要的意义。
关键词:锅炉; 混煤特性; 结焦特性; 模糊决策; 优化配比
1锅炉设备和煤质分析
1.1锅炉设备
某电厂锅炉的具体型号是SG-1166 /17.5-M892,其处于亚临界的参数并且自然循环的汽包锅炉,一次中间再热和单炉膛以及燃烧器摆动调温,并且固态排渣和四角切圆的燃烧形式,同时对通风给予平衡使用紧身封闭的全钢架悬吊П 型的结构。锅炉需要配备2 台成都生产的YA15236-8Z 静叶能够去对调轴的流式引风机,两台上海鼓风机厂有限公司进行生产的FAF20-10-1 动叶能够调轴流式的送风机,两台上海鼓风机厂有限公司进行生产的2118B /1175 变频调节离心式的一次风机,两台由豪顿华工程有限公司进行生产制造的29.5VNT2000( 150) 三分仓容克式的预热器,制粉系统则属于正压的直吹式,同时还需要在其中安装五台上海重型机械厂有限公司生产的HP943 型碗式的中速辊式磨煤机,其中4 台作为运行所需,1台则作为备用,锅炉主要使用烟煤,设计的煤粉细度为R90 = 18%。
1.2煤质分析
煤质分析如表1。
表1 设计煤种与单一煤种的煤质分析
2研究方法介绍
2.1算法介绍
多目标决策主要值得是一个指标不能够全面的去对一个方案的好坏进行权衡,因此需要有很多不同的指标去对问题进行决策。它是要寻求在适当限制条件下令很多不同的目标都能够得到满意结果的方案,可以说一定的待选方案里使用在对多个目标进行考量后获得的结果,其对于方案给予排序同时最后选择最为满意的一种方案。因为多个目标间上有着不可公度性,因此一般需要将不同目标特征量去进行转变使其变成一个相对的隶属度,然后在去对其给予多个目标相对的权重,然后在进行整体的评价,最后去对最适合的方案进行确认。
2.2目标的选取
按照某电厂具体情况,对于以下几个指标进行选择使其能够成为优化的目标:
(1)结焦状况
如果电站的锅炉形成了结焦,焦块就会不断的增加并且变得越来越厚,其会对炉内的工况造成影响,令炉内燃烧出现恶化的情况。因为灰渣的导热系数非常低并且热阻也比较大,其会令炉内的吸热不断的减少,其也会对锅炉的出力和热平衡产生影响。同时结焦还会令排烟的温度有所提升,令锅炉效率受到影响。因此可以看出,锅炉一旦产生结焦那么就会对锅炉运行上的安全性与锅炉使用的经济性与可靠性产生影响。所以也把结焦当成是对配煤进行优化的一个目标。而本文主要使用的是软化温度( T2)去当成是对结焦强弱进行判断的指标。
(2)低位发热量
发热量决定锅炉有效运行过程中使用的入煤量,可以输欧哲是锅炉在进行设计过程中不能够忽视的参数,同时也是对炉内燃烧好坏给予评价的主要依据。可不并不是发热量相对较高的煤其自身在进行燃烧过程中的特性就会好,这二者之间并不是一种定量的联系,即使是其发热量保持一致,也有可能会在燃烧特性上存在一些差别。假如当前燃用煤种其自身的发热量和最初预计的煤种低,那么就会令炉中理论燃烧温度有所降低,炉内的温度也会降低,其也会使得炉内出现燃烧不稳以及锅炉热效率减弱的问题。
(3)干燥无灰基挥发分
混煤的挥发分含量可以说是对锅炉自身运行产生影响的一个主要的煤质参数,挥发份产生的转变也会直接对煤粉其自身的着火和炉内的燃烧强度产生影响。锅炉在进行设计的过程中主要是按照煤种自身的挥发分含量和煤其自身的发热量等相关参数去对火焰温度以及火焰稳定性进行判断的。
3混煤掺配优化分析
煤煤质分析的数据主要涉及到了: 元素分析、工业分析、发热量、煤灰熔融性以及煤灰成分的分析,其实际的数据参见表1。把王洼一矿煤以及王洼二矿煤以及王洼三矿煤去完成两两的掺混,其具体的比例为1: 2、1: 1 和2: 1。本报告主要参照其自身的挥发分含量和灰分含量,以及水分含量和发热量还有煤灰的熔融特性去对掺混比例下的混煤给予优化分析,使其能够对锅炉能够保持安全经济运行的掺混方案进行确认。过去在对锅炉进行设计的时候,经常会使用灰其自身熔融性温度的多少去对结焦程度进行判断,灰熔点其自身的判别界限是:ST < 1 260℃,结焦的程度非常严重;1 260℃ < ST < 1 390℃,结焦保持中等程度;ST > 1 390℃,结焦的程度相对严重[10]。
3.1王洼一矿煤与二矿煤掺烧
王洼一矿煤和二矿煤掺配所获得的混煤的主要煤质数据如表2 所示。
表2 王洼一矿煤与王洼二矿煤掺混所得煤质数据
从表里能够可得出,王洼一矿煤和二矿煤在进行掺烧的时候其自身伴随着配比产生的变化并不是十分的明显,在对锅炉燃烧性能和出力情况给予满足的情况下,能够不去对这几种因素对于混煤燃烧产生的影响进行分析。可是在上表中也能够看出,王洼一矿煤和二矿煤掺烧时混煤的煤灰软化温度相对较低,因此在对其进行掺混的时候一定要对煤灰熔融特性对锅炉运行造成的影响给予分析。
3.2 王洼一矿煤与三矿煤掺烧
王洼一矿煤和三矿煤在进行掺烧的时候,混煤其自身低位发热量和灰分含量主要是伴随着配比产生的变化而变化,因此在对混煤配比进行选择的时候一定要对这两种因素对于锅炉燃烧以及出力产生的影响给予分析。
3.3 王洼二矿煤与三矿煤掺烧
王洼二矿煤和三矿煤在进行掺烧的时候,混煤其自身低位发热量与灰分含量会伴随着配比产生的变化变得十分显著,因此在对混煤配比进行选择的时候就需要对于这几种因素对于锅炉燃烧以及出力产生的影响进行分析。
随着王洼三矿煤掺混比例的不断提升,混煤其自身的结焦程度有所降低。单烧王洼二矿煤或者是王洼二矿煤以及三矿煤之间的配比是2∶1的时候,结焦的程度相对严重一些; 王洼二矿煤和三矿煤之间的配比是1∶1 的时候,结焦程度则属于中等偏重; 王洼二矿煤和三矿煤其之间的配比为1∶2 的时候,其自身的结焦程度则属于中等; 在对王洼三矿煤进行单烧的时候,其自身的结焦程度属于中等偏轻。综合去对发热量以及结焦煤灰熔融其相关特性产生的影响进行分析,建议选择王洼二矿煤和三矿煤配比为1∶2的时候去进行混煤。
结论
王洼一矿煤和二矿煤在挥发分含量以及低位发热综合结焦指数会伴随着配比的变化量相对提升但是其提升的度并不是很大,可是王洼一矿和二矿煤都是那种非常容易出现结焦的煤种,所以,为了使得锅炉能够保持安全稳定的运行,因此并不是十分建议去对王洼一矿和二矿煤共同掺烧。王洼三矿煤的低位发热量相对要低一些,可是其自身的结焦程度中等偏轻并且不会出现结焦。所以,能够适宜在王洼一矿或二矿煤沥青对三矿煤进行稍稍使其对于燃用一矿或者是二矿煤时产生严重结焦的情况给予处理。
参考文献
[1]熊显巍.大别山电厂600MW超临界燃用混煤的计算特性及配比优化研究[D].上海:上海发电设备成套设计研究院,2009.
[2]孙国超.混煤燃烧特性及优化配比的研究[D].长沙:长沙理工大学,2009.
[3]李自怡.基于目标成本管理的火电厂成本控制体系[J].电网与清洁能源,2014,30(4):36-39.
[4]岑可法,周昊,池作和.大型电站锅炉安全及优化运行技术[M].北京:中国电力出版社,2002,1-27.
[5]冯俊凯.根据燃煤性质论电站燃烧方法的发展[J].动力工程,1995(3):25-27.
论文作者:宋军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/12
标签:结焦论文; 锅炉论文; 发热量论文; 煤质论文; 煤灰论文; 含量论文; 目标论文; 《电力设备》2018年第22期论文;