华润鲤鱼江火电B厂实验方案Word文件下载.docx
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3.2“掘能”牌催化节煤剂的化学品安全性13
3.3“掘能”牌催化节煤剂锅炉有害元素测试15
广州市芬芳环保科技有限公司简介16
第一部分试验流程及方案
1、应用流程
经过双方协定，本着严谨、公平、公正的原则，确定试验流程如下图1所示。
图1“掘能”牌催化节煤剂应用试验流程
试验过程中，双方本着信任、公平、公正的原则，开展各项工作。
确保试验的每一个环节试验结果公正、准确。
2、试验过程细则
2.1、试验前期准备工作
召开工作会议，了解厂方的实际生产情况，确定试验的相关细节。
主要包含如下几方面：
1）、选择锅炉：
选择一台工况相对稳定的锅炉，作为比对试验。
节煤效果评价的准确程度将首先取决于锅炉负荷和入炉煤质稳定等条件。
2）、确定皮带秤、电功率表等计量仪表的准确性和稳定性，以确保试验数据的准确性。
3）、了解电厂的入厂煤来源和稳定性、入炉煤掺配方式和均匀程度、入炉煤采制化方法等信息。
4）、了解电厂近三个月发电煤耗，以及电厂计算发电煤耗的方式和方法。
5）、双方确定加剂地点，要求尽可能做到：
操作相对简单，同时保证“掘能”牌催化节煤剂与煤粉混合相对分散均匀。
由于我方采用的自动化节煤剂添加系统，需要和皮带秤信号联动，且添加位置一般选择在皮带秤后2m范围内；
因此，如皮带秤在自动取样机前方的，需要双方协定安装一台皮带秤在自动取样机后，以便试验过程中自动取样机取得的煤样均为未添加催化节煤剂的原煤。
估算试验过程中的“掘能”牌催化节煤剂用量，选择适当大小的计量泵进行添加。
6）、确定试验过程中双方的参与人员，应包括：
发电、燃运、中控、化学等部门或专业负责人。
我方派工程师全程负责添加“掘能”牌节煤剂设备安装和调试，并协助统计数据。
7）、确定试验周期和评价方式。
8）、为保证试验结果的公正，双方探讨是否需要请第三方单位对试验过程和数据分析进行监督，试验的最终报告是否由第三方出具。
9）、试验达到节煤4%以上效果后，电厂方面需至少采购使用我公司“掘能”牌催化节煤剂半年以上。
试验过程中效果达到节煤3%以上（含3%），电厂方面需承担试验过程中催化节煤剂总价50%的费用给我方；
如未达到节煤3%以上（含3%），我方不收取任何费用。
2.2、试验步骤
召开试验前工作小组会议，会议由双方相关负责人参加，确定试验过程中的各项具体工作。
1）、我方派遣人员安装、调试添加设备；
同时，进行空转调试运行，确保添加设备稳定、跟踪煤量变化迅速、计量泵出力满足煤添加需求等。
设备安装调试过程中，电厂安排专人协助，保证电源、水等的需求。
2）各计量设备在试验前统一进行校正，确保计量准确、稳定，符合国标或行标要求（试验阶段内，如无特殊情况不再对计量设备进行校正）。
3）、试验前，电厂已储备足量的煤炭，保证试验阶段的用煤；
并优化配煤方案，尽量做到试验期间入炉煤挥发分、灰分、热值等参数稳定（波动范围≯2%）。
4）、试验期间确保燃烧工况稳定，排烟温度、飞灰含碳量等主要参数维持在正常工况（三个月的平均水平以内）。
5）、试验期间，厂方需加强与调度联系，使得试验机组的负荷波动范围在10%以内。
6）、试验阶段，厂方实时提供入炉煤量、入炉煤质报告和发电煤耗等数据，以便我方掌握信息及时调整催化节煤剂的添加用量，确保试验达到最佳效果。
试验过程中，厂方应增加入炉煤采制化频次，确保入炉煤热值每班测试一次。
同时，缩短自动取样机的取样时间（控制采样频率在70s/次），确保数据的真实性。
7）、数据记录和分析：
试验期间，每日需准确记录、测算相关数据（包含：
入炉煤热值、入炉煤量、发电量、发电煤耗、飞灰含碳量、尾气参数等）。
厂方统计数据确保其真实性，由双方共同签字确认，并依据此数据评价节煤效果。
8）、试验结束后，双方展开试验总结会议，共同审核厂方出具的节煤试验报告（若邀请第三方监督试验，则节煤试验报告由第三方出具）。
3、试验效果评价方案
为确保试验效果评价的公平、公正，按照以下几点确定试验所需的时间、试验对比数据的确定、试验效果的评定方法。
（1）、统计试验前3个月内的入炉煤热值、入炉煤量、发电煤耗、飞灰含碳量、尾气排放（SO2、NOx）等数据，作为试验阶段各项指标的对比参考。
（2）、试验开始前7天，按照试验加剂阶段对原煤配比热值、煤样热值测试频度、锅炉负荷等的要求，进行空白试验，记录各项数据，作为评价此次试验效果的标准对比数据。
如此标准对比数据与
（1）项中所统计的数据有较大出入时，需要重新进行空白试验。
（3）、试验加剂预定为9天，加剂前两天为调整适应阶段，此阶段的数据不计入最终的结果统计。
（4）、试验加剂过程完成后，继续进行空白试验；
由于，节煤剂会在煤仓、锅炉内有所残留，因此，加剂过程结束后的两天内的数据不计入空白试验，空白试验需要测试7天。
（5）、试验加剂效果，主要评定节煤率，由加剂过程中发电煤耗，与加剂前后对比空白阶段发电煤耗对比计算。
计算公式如下：
节煤率=（空白阶段每度电标煤耗-加剂阶段每度电标煤耗）
÷
空白阶段每度电标煤耗×
100%
其他数据，如：
飞灰含碳量、尾气排放（SO2、NOx）数据，作为试验效果辅助评价数据，不作为主要的结果评价。
4、添加设备安装方案
通过实际了解，B厂原煤输送皮带上的电子秤安装在自动取样机之前，由于添加“掘能”牌催化节煤剂后，对煤炭的发热量有提升作用；
因此，为保证试验加剂阶段和空白阶段煤样测试条件相同，需要在自动取样机后新安装一台电子秤，以此电子秤的数据作为原煤用量数据，并通过该电子秤提供的信号，控制自动化节煤剂添加设备。
设备安装简图如下图2所示。
图2加剂设备安装简图
我公司的自动添加设备采用可编程逻辑控制器（PLC）、变频器、信号分离器和机械隔膜计量泵等组成（如下图3所示），其控制信号为皮带秤重量传感器输出的4~20mA信号，由于不同重量的煤炭从皮带上经过后皮带称输出的信号大小不同，通过PLC和变频器的调节，使得计量泵的流量随煤炭流量的变化而变化，保证添加比例的准确性。
图3节煤剂添加控制系统
5、经济效益分析
根据B厂现采购煤炭的价格，平均原煤价格为700元，按照催化节煤剂每吨价格为22000元，催化剂的添加量为1‰计算，当节煤率达到3.1%即可实现投入、产出平衡。
计算过程如下：
每吨煤添加节煤剂量1kg（即0.1%添加量），需投入节煤剂成本22元；
因此，需要节约的煤炭的百分比为：
22÷
700×
100%=3.1%
本次试验过程，如达到3.1%以上（包含3.1%）的节煤率，电厂需要承担试验过程中所耗的催化剂总价80%的费用。
如试验效果达到4%以上，电厂需采购使用本公司“掘能”牌催化节煤剂半年以上。
具体的电厂年节煤收益和节煤率的关系，列于下表1。
表1电厂节煤收益表
节煤率/%
收益/万元
4
1575
5
3325
6
5075
7
6825
同时，由于“掘能”牌催化节煤剂具有固硫等效果，可以降低尾气处理成本，可以进一步的扩大综合效益，使得贵厂获得更大的经济效益。
6、试验期间项目组组织成员
为了确保在“掘能”牌催化节煤剂试验的过程中保持“安全、公平、公正”，要求厂方予以全方位的重视与配合，双方协商成立专门负责“掘能”牌催化节煤剂试验工作小组，保证各项工作的顺利进行。
双方主要参与成员如下表2。
表2项目组成员表
电厂
节煤剂提供方
项目总负责人：
现场协调负责人：
中控室负责人：
采制化负责人：
技术负责人：
现场负责人：
第二部分、“掘能”牌化学干预煤炭催化
燃烧节煤剂的节煤原理
目前，市场上煤炭节能添加剂主要是供氧助燃型添加剂，通过利用在高温下能够分解释放出氧的物质（如：
硝酸钾、硝酸钠、高锰酸钾、氯酸钾、硝酸铵等），提高燃烧效率，这类添加剂在燃烧效率低的锅炉上有一定的效果。
近年来，随着燃烧器的改进，锅炉燃烧效率大大提高，特别是在新型干法旋窑、水煤浆锅炉、电厂粉煤炉等，该种方法已经无法取得满意的效果。
同时，由于该类型节煤剂中含有大量钾、钠、氯等易于造成锅炉内部金属和耐火材料高温腐蚀的元素，无法在锅炉上安全使用。
因此，如何寻求在煤完全燃烧状态下节能的方法成为了国内外众多学者关注的研究的重点。
广州市芬芳环保科技有限公司，依托华南理工大学的研究平台，在公司总经理胡大为博士五年多的研究下，经过4000多次的试验，开发出来一系列“掘能”牌化学干预煤炭催化燃烧节煤剂产品，该系列产品能够提升煤炭燃烧的显热发热量，打破了传统认为煤炭燃烧释放的热量是不变的观念，实现了从根本上、源头上的煤炭燃烧节能。
同时，该系列产品含锅炉有害元素量极低，不会对锅炉产生高温腐蚀。
目前，该产品已经在新型干法水泥窑、水煤浆锅炉、粉煤炉等锅炉上取得了优异的应用效果。
“掘能”牌化学干预煤炭催化燃烧节煤剂的节能原理如下解析。
1、从煤炭燃烧的本质看燃烧过程中的吸/放热过程
煤炭燃烧实质上是炭被氧化生成CO2并放出热能的过程。
其化学反应方程式是：
C+O2→CO2 ΔH=-94.1×
4.184kJ/mol
上式中，ΔH是反应放出的热能，简称“焓变”。
焓变的实质是断开或者形成化学键所产生的能量变化。
在炭被氧化生成CO2的过程中，有两种化学键发生了变化，其中一种是氧分子［O2］中氧原子之间的双键被断开，如下式：
O=O→O+O
另一种是炭原子和2个氧原子形成的2个炭氧双键，如下式：
O+O+C→O=C=O
热力学测定结果表明：
断开1mo1氧分子双键，需要吸收96×
4.184kJ热能；
形成1mo1炭氧双键，可以放出171×
1个CO2分子含2个炭氧双键，所以生成1mo1CO2，可放出2×
171×
4.184kJ热能，如下图4所示。
这个能量如此之大，相当于每1千克炭氧化后可以放出28500×
4.184kJ热能，比热工计算中确定的标准煤炭发热值高出许多，那么它多出的热能到哪里去了呢？
图4煤炭燃烧步骤
从上图4可以知道，煤炭燃烧实际上是分两步进行的。
第一步，氧分子［O2］离解成氧原子［O］，其热效应我们用ΔH1表示。
与此同时，炭原子被活化，炭的活化实质是炭原子内的成键电子从低能轨道向高能轨道跃迁，达到成键能态的过程，所需的能量称为活化能，这个能量我们用ΔH2表示。
这一步的两个过程需要吸收大量热能（ΔH1+ΔH2），几乎煤炭燃烧所放出的热能有70%被其消耗掉。
第二步，氧原子［O］与活化状态下的炭原子化合生成CO2，这一步是个成键反应，放出大量热能。
我们用ΔH3表示，实际上我们平常讲的标准煤发热值不是指第二步反应所放出热量的全部，而是指第二步反应放出热量值与第一步反应所吸收的热量的代数和，我们用方程ΔH=ΔH3+（ΔH1+ΔH2）来表示。
然而，第二步反应所放出的热量是不变的，即ΔH3是一个恒量。
如果能够降低第一步反应所吸收的热量，即减少（ΔH1+ΔH2）的值，就可以提高煤炭的发热量ΔH。
2、“掘能”牌催化节煤剂节煤的原理
如图5，炭与氧在催化剂存在的条件下反应，可以看成是气固相表面吸附反应。
根据表面吸附反应原理，首先氧分子［O2］被催化剂表面吸附，由于“掘能”牌催化剂的正电中心的静电作用，可使氧分子变形并迅速将它的双键断开变成氧原子［O］。
随后，活化了的炭原子和氧原子结合生成CO2分子后离开催化剂表面，如此循环不断。
图5化学干预煤炭催化燃烧节煤剂的作用原理
从催化剂能使反应活化能降低，并不改变初始反应物和反应生成终产物的原理，其实质是给反应提供了一条较低能量的反应途径，如图6所示，“掘能”牌催化节煤剂能够很好的降低燃烧反应的活化能，即降低燃烧过程的内耗，实现从根本上、源头上的节能。
图6催化剂对燃烧活化能的影响
第三部分“掘能”牌催化节煤剂的特征
3.1“掘能”牌催化节煤剂的物理特征
1）、产品为淡黄绿色液体，比重：
1.05~1.4g/ml，冰点：
不低于-25℃；
2）、产品无与炉渣反应形成低熔点硅酸盐矿物成分，有利于抑制结焦，对耐火材料无腐蚀作用，不含K、Na、Cl等对锅炉有害的元素，使用后终产物不会增加大气污染；
3）、产品包装为25kg、30kg、50kg塑料桶，亦可以根据用户要求采用其他规格包装；
4）、本产品不燃、不爆、无腐蚀性、不属危险品，运输、储存过程视为普通液体。
3.2“掘能”牌催化节煤剂的化学品安全性
3.3“掘能”牌催化节煤剂锅炉有害元素测试
广州市芬芳环保科技有限公司简介
（
广州市芬芳环保科技有限公司是一家以节能环保技术为核心的研究型企业。
公司依托华南理工大学的研究平台，致力于环保产品、节能减排等技术产品的研究、开发、生产和销售。
公司所开发的产品和项目得到了广东省科技厅和华南理工大学的大力支持，目前，公司承担了广东省工业攻关重点项目“化学干预煤炭催化燃烧节能技术研究”的研究工作，取得了一系列的研究成果。
创新性的提出了——“化学干预煤炭燃烧”的概念，在国际上首次开发出可严格按照煤炭热值测试标准，测出煤炭节能效果的一系列产品，并申请了发明专利。
并获得了日内瓦国际专利博览会奖励，研究成果被《广州日报》、《南方都市报》、《科学时报》、《信息时报》等主流媒体广泛报道。
人力资源与社会保障部尹蔚民部长、广东省副省长肖志恒、广东省教育厅厅长罗伟其，以及华南理工大学党委书记王迎军教授、校长李元元教授等都亲临公司指导工作。
目前，公司推出了“掘能”牌高性能化学干预煤炭催化燃烧节煤剂系列产品，该系列产品，从燃烧的本质上着手，通过添加化学催化剂的方法，干预燃烧的过程，降低煤炭在燃烧过程中所需要的燃烧活化能，突破了传统节煤产品靠提高燃烧效率的办法来实现节能的局限性，该系列产品适应于所有的燃煤场合使用，对煤种的适应性非常广泛。
目前，该系列产品在诸多领域进行了广泛的应用，并且取得了非常显著的效果。
特别是在旋窑水泥厂、水煤浆锅炉和电厂锅炉上的应用，对推进我国节能减排事业的发展，具有重要的意义。
领导来访
人力资源和社会保障部尹蔚民部长（右二），
广东省副省长肖志恒（右一）莅临指导
公司总经理胡大为博士向广东省教育厅罗伟其厅长介绍项目情况
公司承担的广东省工业攻关计划项目
公司申报的专利
公司获得的日内瓦专利博览会奖励
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