循环流化床煤泥煤矸石混烧应用Word下载.docx

循环流化床煤泥煤矸石混烧应用Word下载.docx

《循环流化床煤泥煤矸石混烧应用Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《循环流化床煤泥煤矸石混烧应用Word下载.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

符号

单位

数值

收到基碳

Car

%

46.11

收到基氢

Har

3.14

收到基氧

Oar

6.05

收到基氮

Nar

0.86

收到基硫

St,ar

0.43

收到基灰份

Aar

20.76

收到基水份

Mt

22.65

低位发热值

Qnet,ar

kJ/kg

17480

干燥无灰基挥发份

Vdaf

22.35

灰软化温度

T1

℃

>

1400

灰变形温度

T2

灰流动温度

T3

3.1.2煤矸石特性

煤矸石也是采矿过程中的废弃物，其发热量很低，颗粒大，易脱水，便于运输，在堆积状态下也比较稳定。

除占用土地外，对环境影响不大。

南屯矿的煤矸石成分为：

30.46

2.07

8.20

0.52

0.62

53.83

Mar

4.3

11182

43.32

3.225%煤泥与75%煤矸石混烧与纯烧原煤的比较

3.2.1燃烧计算的原始数据：

南屯采用原煤的成分为：

62.92

3.95

7.84

1.13

0.56

13.9

9.7

24732

38.73

25%煤泥与75%煤矸石混合后的成分：

34.37

2.34

7.66

0.61

0.57

45.56

8.89

12757

38.08

循环流化床锅炉的基本参数

序号

内容

设计依据

锅炉型号及参数

1

锅炉型号

2

蒸发量

Dgr

t/h

　锅炉厂资料

220

3

过热蒸汽温度

tgr

540

4

过热蒸汽压力

Pgr

MPa

9.8

5

过热蒸汽焓

igr

查水蒸汽表

3477.16

6

汽包工作压力

PH

10.8

7

排污水焓

ipw

1442

8

排污率

αpw

／

0.02

9

给水温度

tgs

215

10

给水压力

Pgs

11.02

11

给水焓

igs

923.6

12

锅炉效率

ηgl

％

89.85

13

锅炉脱硫效率

ηtl（Esor）

90.7

14

钙、硫摩尔比

Ca/S（R）

2.1

15

空预器出口风温

tky

182

16

空预器进口风温

tky'

25

17

排烟温度

tpy

138

18

化学未完全燃烧损失

q3

19

机械未完全燃烧损失

q4

3.11

20

炉膛出口过剩空气系数

αl

1.2

21

炉膛漏风系数

Δαl

0.0

22

炉膛飞灰系数

αfh

0.4

空预器出口过剩空气系数

αpy

1.20

3.2.2燃料消耗量及理论空气量的计算比较

燃料消耗量Bg=Ｄgr[（igr-igs）+αpw（ipw-igs）]／Q.pηgl

原煤Bg=25.383t/h混烧Bg=49.213t/h

计算燃料消耗量Bj＝Bg（100—q4）／100

原煤Bj=24.594t/h混烧Bj=47.682t/h

理论空气量V0＝0.0889（Car＋0.375Sar）＋0.265Har—0.0333Oar

原煤V0=6.573Nm3/kg混烧V0=3.439Nm3/kg

3.2.3石灰石消耗量的计算比较

计算公式

石灰石消耗量的计算

　原煤

　混烧

碳酸钙的分子量

CaCO3

100

硫的分子量

S

32

碳酸钙与硫的分子量比

μ

μ＝CaCO3／S

3.125

石灰石消耗量

Bs

Bs＝[（Ca／S）Sarμ／（CaCO3）]Bg

1.005

1.992

3.2.4烟量的计算比较

烟量的计算

原煤　

混烧　

理论氮气量

VN20

Nm3/kg

VN20＝0.79V0＋0.008Nar

5.063

2.722

理论三原子量

VRO20

VRO20＝1.866（Car＋0.375Sar）／100

1.178

0.645

理论水蒸汽量

VH2O0

VH2O0＝0.111Har＋0.0124Mar＋0.0161V0

0.662

0.425

理论烟气量

Vy0

Vy0＝VN20＋VRO2＋VH2O0

6.903

3.792

理论干烟气量

Vg0

Vg0＝VN20＋VRO20

6.241

3.367

实际烟气量

Vy

Vy＝Ｖy0＋1.0161（αpy—１）V0

8.203

4.491

实际干烟气量

Vg

Vg＝Ｖg0＋（αpy—１）V0

7.521

4.055

3.2.5风量分配比较

项目名称

原煤

混烧

空预器进口计算一次风量

Kg/s

34.4

35.443

计算二次风量（含给煤机和给煤口密封风）

28.65

30.948

流化器流化风量

1.1

冷渣器冷却风量

2.9

2.95

给煤机密封风风量（含在二次风量中）

1.24

石灰石输送风

0.35

结论：

煤泥煤矸石混烧与纯烧原煤相比较而言，对燃煤消耗量、石灰石消耗量、烟风量及一、二次风量影响很大，对各杂项用风影响较小，见下表。

燃煤量

烟气量

Nm3/kg

一次风量

二次风量

石灰石耗量

纯烧原煤

25.383

6.903

1.005

煤泥煤矸石混烧

49.213

3.792

1.992

综上所述，如果流化床锅炉设计煤种是原煤，而改烧煤泥煤矸石的话，给煤系统、石灰石系统、烟风系统应重新改造。

若不然，耗煤量、耗石灰石量、烟风量变化太大，系统运行不经济，也不安全。

3.3混烧比例不同的比较

我们比较一下25%煤泥、75%煤矸石混烧与40%煤泥、60%煤矸石混烧的计算结果：

（在以下的比较过程中25%煤泥、75%煤矸石混烧简称为混烧1；

40%煤泥、60%煤矸石混烧简称混烧2）。

3.3.140%煤泥与60%煤矸石混合后的成分：

36.72

2.50

7.34

0.66

0.54

40.60

11.64

13701

34.93

3.3.2燃料消耗量及理论空气量的计算比较

混烧1Bg=49.213t/h混烧2Bg=45.82t/h

混烧1Bj=47.682t/h混烧2Bj=44.395t/h

混烧1V0=3.439Nm3/kg混烧2V0=3.700Nm3/kg

3.3.3石灰石消耗量的计算比较

混烧1

混烧2

100

32

3.125

1.763

3.3.4烟量的计算比较

混烧1　

混烧2　

2.928

0.689

0.481

4.099

3.617

4.850

4.357

3.3.5风量分配比较

35.38

30.9

当混烧比例在较大范围内波动时，对燃煤消耗量、石灰石消耗量、烟风量及一、二次风量、各杂项用风影响都很小，在实际运行中这种影响完全可以接受。

综上所述，若流化床锅炉设计为煤泥煤矸石混烧，在煤泥或煤矸石单种燃料供应不足时，可适当调整燃烧比例，对给煤系统、石灰石系统、烟风系统基本没有影响。

4.煤泥煤矸石混烧对流化床启动的影响

浙江大学能源洁净利用与环境工程教育部重点实验室为了描述流化床内的物料分布，引入中间混合指数M1：

M1=Cs/（Cs+Cx）（a）

式中Cs,Cx分别指流化床内上半层和下半层大颗粒的相对分布密度；

M1的物理含义为大颗粒在上半层内的质量百分数；

M1=1/2,表明颗粒在床内混合均匀；

M1>

1/2,大颗粒在床内呈上浮趋势；

M1<

1/2,大颗粒在床内呈下沉趋势。

通过下式，可计算出物料的大致分布情况：

M1=0.514+1.5458[0.55e-1/3（Rd-1）-（Rp-0.45）]（b）

式中，Rd为相对粒度，Rp为相对密度。

相对是指物料相对床料。

4.1物料相对床料煤矸石渣的相对密度计算

煤泥的真实密度

项目内容

公式

计算结果

煤泥的干燥无灰基碳量

Cdaf

Cdaf＝100Car／（100—Mar—Aar）

81.481

煤泥的干燥无灰基氢量

Hdaf

Hdaf＝100Har／（100—Mar—Aar）

5.549

煤泥的有机质比重

γj

t/m3

γj＝100／（0.334Cdaf＋4.25Hdaf+23）

1.355

煤泥的干燥基灰分

Ad

Ad＝100Aar／（100—Mar）

26.839

煤泥的真正比重

γzh

γzh＝100γj／[100—Ad（1—γj／2.9）]

1.581

煤矸石的真实密度

煤矸石的干燥无灰基碳量

72.749

煤矸石的干燥无灰基氢量

4.944

煤矸石的有机质比重

1.464

煤矸石的干燥基灰分

56.249

煤矸石的真正比重

1.892

渣的真实密度约2.0t/m3

物料煤矸石相对床料煤矸石渣的相对密度Rp=1.892：

2.0=0.946

物料煤泥相对床料煤矸石渣的相对密度Rp=1.581：

2.0=0.7905

4.2物料相对床料煤矸石渣的相对粒度计算

煤泥

煤矸石

启动床料

煤粒尺寸

最大

<

5mm

2mm

1mm

0.5mm

<

0.1mm

d50

细颗粒小于0.5mm

96

60%

30%

10%

3%

1.8mm

100%

98%

0.15mm

物料煤矸石相对床料煤矸石渣的相对粒度Rd=8：

8=1

物料煤泥团相对床料煤矸石渣的相对粒度Rd=100：

8=12.5

物料煤泥团相对启动床料的相对粒度Rd=100：

1=100

通过公式（b），可计算出煤矸石的中间混合指数：

M1=0.514+1.5458[0.55e-1/3（Rd-1）-（Rp-0.45）]

=0.514+1.5458[0.55e-1/3（1-1）-（0.946-0.45）]

=0.60

也就是说，物料煤矸石在流化床锅炉中有轻微上浮的趋势。

4.3煤泥煤矸石混烧对锅炉启动的影响

1）在机组启动时，如果煤矸石为物料，沙子为床料，则情况如下：

物料煤矸石相对床料沙子的相对密度Rp=1.892：

2.5=0.7568

物料煤矸石相对床料沙子的相对粒度Rd=5：

1=5

则计算得M1=0.2637

说明此时煤矸石有较大的下沉趋势。

2）在机组启动时，如果原煤为物料，沙子为床料，则情况如下：

物料原煤相对床料沙子的相对密度Rp=1.501：

2.5=0.6

物料原煤相对床料沙子的相对粒度Rd=5：

则计算得M1=0.506238

说明此时原煤与床料流化状态很好。

3）在机组启动时，如果煤泥为物料，沙子为床料则情况如下：

假定煤泥团粒径在25mm以内，已能满足正常运行要求

物料煤泥相对床料的相对密度Rp=1.581：

2.5=0.6324

物料煤泥团相对启动床料的相对粒度Rd=25：

1=25

则计算得M1=0.2323

说明此时煤泥团比煤矸石有更大的下沉趋势。

通过以上比较分析得出：

为了保证循环流化床的流化状态，在锅炉点火启动时，投入燃料是有次序要求的：

如果改变投入次序，极易造成流化状态的恶化，启动时造成流化床底部结渣，以及冷渣器内的二次燃烧。

综上所述，混烧煤泥煤矸石应注意的问题有：

1）混烧煤泥煤矸石时，对机组启动时的投入燃料次序有要求：

5.结论