一、各煤种掺烧的煤质特性分析
???发电厂主要燃烧设计煤种外,还有无烟煤、贫煤、褐煤、印尼煤、煤矸石、工业垃圾等,其它煤种和烟煤的煤质特性差异很大,根据锅炉的情况,主要是解决混煤在炉内燃烧稳定性、安全性和经济性这两大问题。所以混煤情况有一个较充分的了解是必要的,控制混煤的煤质特性参数主要是受到煤质低位发热量Qnet,ar和挥发分Vad和燃料比FC/Vad,。
1、各煤种掺烧的发热量?
各煤种掺烧的工业成分可以按照各煤种的煤量分别占混煤量的质量百分比用加权平均法计算得出。例如,各煤种掺烧的发热量按无烟煤和烟煤占混煤质量份额的加权平均值计算。即:?????
??????式中:?——某种燃料中的应用基低位发热量
???????????——某种燃料占总燃料的质量份额
???但据有关资料,当不同煤质按各种比例混合后,实测分析基低位发热量要比按加权平均计算值大,其增加的值随发热量的降低而增大,分析原因可能为混煤在分析条件下,热值可充分测出。有公司曾经仔细分析加仓煤的加权的煤热值与化验室所报热值,发现偏差较大,且基本均为混煤的分析的热值较加权平均计算值高,且加入低热值煤越多,偏差越大,情况应是相符的。
2、各煤种掺烧挥发分?
混煤的挥发分虽然可以通过质量加权平均法算出,但混煤在炉内的实际燃烧过程比单一煤种复杂,两种差异较大的不同煤种的混煤,实际其燃烧特性比工业成分相近的贫煤差,相对接近混煤中的无烟煤。挥发份低的煤种比例越大,混煤的实际挥发份减小越多。也就是说,配煤不当,会使混煤的实际挥发份大幅度降低,造成着火困难,燃烧不稳定。
3、各煤种掺烧的着火特性
(1)、煤的挥发份一直是判别煤燃烧性能的公认指标。它是可以大致评价燃烧性能。但对于难燃的无烟煤与贫煤,着火和燃烬性能就成为突出问题,单从挥发份就较难判断煤的燃烧性能。因此可采用下列方法进行测定。
(2)、煤的着火特性是指煤粉在炉膛中在规定的条件下被燃烧着火的难易程度。它是评价煤粉着火难易程度的重要指标。煤粉的着火特性非常复杂,但对锅炉运行人员来说又极其重要,掌握煤粉气流的着火特性,将十分有利于锅炉设备的安全和经济运行。若采用着火指数炉测定煤的着火温度来评价混煤的着火难易程度。
计算公式如下:
与煤的着火特性关系如下:
Td计算数值
煤的着火特性
Td638
极难稳定区
Td613~638
难稳定区
Td593~613
中等稳定区
Td560~593
易稳定区
Td≤560
褐煤区
煤的着火特性并不是与煤的挥发份有直接关系,与灰份,水份也有较大的影响。对于无烟煤,着火温度较高,均属于极难稳定区煤种,对于贫煤均属于难稳定区煤种。
4、各煤种掺烧的燃烬性能
?煤的燃烧性能是其着火难易程度、燃烧速度、燃烧稳定性、燃尽率、结渣特性等燃烧特性的综合反映。目前,主要根据煤的燃料比F来预测单种煤的燃烧性能。由于混合煤的挥发分逸出特性与相同挥发分质量分数的单种煤的挥发分逸出特性存在差异,则不能用预测单种煤燃烧性能的方法来预测混合煤的燃烧性能,所以可采用下面方式确定混煤燃烧性能。
?(1)、?当Fmax/Fmin≤3.20时,混煤的DTG曲线呈单峰,混煤由煤种差别不大的单种煤混配而成,如由气煤与气煤混配、由肥煤和瘦煤混配等等,混煤的燃烧特性与标准煤的燃烧特性相似,因而混煤的燃烧性能好。
?(2)、当3.20Fmax/Fmin≤5.71时,混煤的DTG曲线近似单峰,峰值平缓且较小。组成混煤的单种煤的煤种差别较大,如混煤由气煤和贫煤混合或者由气煤和瘦煤混合等。混煤的燃烧特性与标准煤的燃烧性能存在较大的差异,但能较稳定地燃烧,燃烧性能中等。
?(3)、当Fmax/Fmin5.71时,混煤的DTG曲线呈双峰、多峰。组成混煤的单种煤的煤种差别很大,如混煤由气煤和无烟煤组成。混煤的燃烧特性与标准煤的燃烧特性存在显著差异,混煤的DTG曲线双峰的凹口愈大,则混煤的燃烧性能愈差。混煤燃烧时可能存在着燃烧不稳定,燃尽率低甚至出现中途熄火等不良后果。
二、掺烧方式
电站锅炉掺烧,主要有二种方式:一是在煤场进行掺配符合锅炉所用煤种,直接进行加仓,或是所购煤种就为按要求进行的混煤。二是对于单一煤种进行分仓加仓,在炉内进行掺烧。
(1)、对于中储式制粉系统,若分仓进行,掺烧量较大,增加制粉系统厂用电,且因有粉仓,掺烧比例无法及时调节,对安全性不利,并考虑配煤设施,若只有一台混料斗,配煤不能保证均匀,锅炉实际是两种方式均采用了。主要是采用第一种方式,当煤场无法进行配煤时,采用第二种方式。
(2)、对于中速磨煤机,且煤场无配煤设施,并且从锅炉燃烧的安全性及经济性考虑,主要是采用第二种方式。
从两种掺烧方式看,若采用第二种,可实现分别配风,对缓解燃烧效率的