洁净煤技术课件第6章 动力配煤rev

1、第第6章章 动力配煤动力配煤本章重点本章重点配煤意义配煤意义配煤原理配煤原理动力配煤的质量标准与工艺流程动力配煤的质量标准与工艺流程炼焦配煤的质量标准炼焦配煤的质量标准中国动力配煤技术发展现状中国动力配煤技术发展现状本章难点本章难点v配煤原理v典型的配煤技术学习目标学习目标v掌握配煤原理，能够用excel计算配煤过程，得出最优解；v掌握影响配煤质量的主要因素；v了解配煤的工艺流程；v了解主要的配煤技术，并在课外查找资料了解其应用实例。第一节第一节 动力配煤原理及意义动力配煤原理及意义 第一节第一节 动力配煤原理及意义动力配煤原理及意义v 配煤原理配煤原理 配煤的基本原理是利用各种煤在性质上的差

2、异，相互“取长补短”，最终使配合煤在综合性能上达到“最优状态”，以满足不同用户的需要。 同时，可使配煤的质量稳定，在工业锅炉和窑炉中燃烧时取得比烧单种煤更好的节煤效果。 由于各单一原料煤的成分和性能指标（黏结性、结焦性、发热量、挥发分、硫分、灰分等）在配合过程中存在着线形可加成性线形可加成性，通过优化配比可使各原料煤的各成分和性质间实现取长补短，互为补充，充分发挥各种原料煤的特点和长处，综合性能优于其中任何一种原料煤。因此，它已成了人为加工而成的新“煤种”。第一节第一节 动力配煤原理及意义动力配煤原理及意义v 配煤方案的优化配煤方案的优化提出约束条件提出约束条件解出最优配方解出最优配方建立数学

3、模型建立数学模型确定目标函数确定目标函数第一节第一节 动力配煤原理及意义动力配煤原理及意义u提出约束条件提出约束条件 锅炉对煤质的各项指标都有特定的技术要求，这就是动力配煤的基本约束条件。nj=1tijxjnj=1tijxjaij=1xjn=100% 假设有n中单煤，要配制具有m个技术指标t的动力配煤，若第j种单煤（j=1，2，3，n）经过化验得出第i个技术指标（i=1，2，3，m）为tij,又设第j种单煤在配煤中的百分率为xj，那么用n种单煤配制出的第i个技术指标如适应某一炉型的第i个技术指标上限为ai，下限为bi，则用n种单煤配制的第i个技术指标就必须在aibi之间bi 由于一个煤场或配煤

4、单位，在一个单位时间内（如一周、一月或一季）配制动力配煤，可能因缺少某种单煤而影响配煤计划的完成，因此就必须有另一个约束条件来限制短缺煤种的配比。若在一定时期计划配煤s吨，但第j种单煤只有hj吨，为了保证计划的完成，就必须使第j种单煤占配煤比xj不能大于其资源量hj在配煤s中的比 由n种单煤配煤，其配比之和必须正好达到100%。并且各种单煤的配比均为正值第一节第一节 动力配煤原理及意义动力配煤原理及意义u确定目标函数确定目标函数追求成本最低追求成本最低 追求优质煤配比最小追求优质煤配比最小追求低质煤配比最大追求低质煤配比最大为提高配煤单位经济效益，降低配煤成本是配煤单位首先应追求的目标。假设有

5、n中单煤进行配煤，第j种单煤的成本价为cj，其配比为xj，则配煤的成本价为 ，追求成本最低，就是要使成本价最小，minz=j=1cjxjnj=1cjxjn在中国煤炭资源中，优质煤比例较小，价格较高，为合理用煤，降低配煤成本，一般应尽量少用优质煤。如第j种煤是优质煤，配比为xj，则：minz=xj为了充分利用或就地利用一些质量较差的煤炭，节约优质煤、节约运力、降低成本，在动力配煤中应尽量多用低质煤，追求低质煤配比最大，如第j种煤是低质煤，配比为xj，则：maxz= xj第一节第一节 动力配煤原理及意义动力配煤原理及意义u建立数学模型建立数学模型根据上述的约束条件和目标函数，可将动力配煤优化配方的

6、数学模型归纳如下：约束条件约束条件目标函数目标函数第一节第一节 动力配煤原理及意义动力配煤原理及意义u优化配方求解优化配方求解 数学模型确定后，如何求解是一个线形规划问题，求解方法较常用的有图解法和单纯形法。对于复杂问题，常用计算机求解。如利用电子表格excel的线性规划功能，可省去大量编程工作和复杂命令，直观易学，方便快捷。 指标单煤mt/%ad/%vdaf/%crc(18)wd(st)/%qnet,ar/(kj/kg)hgist/原料成本价/(元/t)潞安煤黄陵煤大同煤动力配煤7.7810.783.057.0020.4325.4125.6317.0433.6234.0423.0044350

7、.332.230.470.8025012216752309023027855450551400129014501300255.0244.3220.75最低表表6-1 3种单煤及动力配煤要求的各项技术指标种单煤及动力配煤要求的各项技术指标第一节第一节 动力配煤原理及意义动力配煤原理及意义 配煤意义：配煤意义：中国的煤炭种类繁多、性质各异；中国的煤炭种类繁多、性质各异；中国煤炭利用效率低；中国煤炭利用效率低；炼焦用煤的要求；炼焦用煤的要求；动力用煤。动力用煤。第一节第一节 动力配煤原理及意义动力配煤原理及意义v动力配煤的质量标准动力配煤的质量标准类型品种牌号质 量 指 标qnet,ar/mj/kg

8、）vdaf/%mar/%war(st)/%st/crc(18)粒度/mm工业锅炉用煤gl-118.8020101.5-2540gl-220.9022101.5-2540gl-323.0024101.5-2540电站煤粉锅炉用煤df-115.4827101.51350-50df-216.3219101.51350-50df-318.4110101.51350-50df-420.906.5101.51350-50表6-2 全国动力配煤质量标准第二节第二节 动力配煤工艺动力配煤工艺第二节第二节 动力配煤工艺动力配煤工艺u 一一、动力配煤的工艺流程动力配煤的工艺流程 动力配煤生产线的工艺流程一般包括原

9、料煤的收卸、按品种堆放、分品种化验、计算和优化配比、配煤原料的取料输送、筛分、破碎、加添加剂、混合掺配、抽取检测、成品煤的存贮和外运等。 在实际生产中，根据配煤场地特点、配煤生产线的规模大小、机械化程度的高低、资金投入的多少等情况，生产工艺流程是不尽相同的。通常有两类生产工艺流程，一类是简单动力配煤生产工艺流程，另一类为现代化大型动力配煤生产工艺流程。 简单的机械化配煤生产线的工艺流程：用装载机将不同性质的单种原料煤装入不同的贮煤斗，通过圆盘给料机或箱式给煤机出煤闸门的调节，控制各单种原料煤出煤量的大小，不同的煤经滚筒筛或振动筛等筛分设备进行筛分和混配，筛下物成为动力配煤，筛上物经粉碎后掺入动

10、力配煤中，然后作为成品贮存或外运。图图6-1 动力配煤原则工艺流程动力配煤原则工艺流程第二节第二节 动力配煤工艺动力配煤工艺图图6-2 简单动力配煤生产线工艺流程简单动力配煤生产线工艺流程第二节第二节 动力配煤工艺动力配煤工艺图图6-3 现代化大型动力配煤生产线工艺流程现代化大型动力配煤生产线工艺流程第二节第二节 动力配煤工艺动力配煤工艺图图6-4 加入添加剂配煤的生产流程加入添加剂配煤的生产流程第二节第二节 动力配煤工艺动力配煤工艺u 二二、动力配煤的主要设备动力配煤的主要设备 输送设备输送设备 输送设备是动力配煤生产线中联接各个生产环节，使生产线能有效运转的重要设备。在动力配煤生产中使用最

11、广泛的运输设备是胶带输送机，它可完成煤炭的水平输送和堆高输送。 胶带运输机分固定式和移动式2种。固定式胶带机主要用于联接固定的装载和卸载之间的运输，经常直接与抓斗式取料机或堆料机等联接。在大型动力配煤生产线，常常可以看到几十米甚至几百米长的胶带输送机，有的还构成高架栈桥，通过这些输送机把各种单煤和动力配煤卸在不同的存放地点。 移动式胶带输送机装有车轮，可根据装卸要求的变化而自由调动，有的还可以在平面转动定的角度，扩大煤堆面积。它在中、小型配煤线上应用得比较多。第二节第二节 动力配煤工艺动力配煤工艺 取料设备取料设备 原料煤从铁路、码头卸车或卸船后，通过胶带输送机在煤场堆高成煤垛，取料时从煤垛取

12、煤，供应配煤生产。根据动力配煤生产规模的大小，为了提高经济效益，提高设备的利用率，一般分为通用型设备和专用型设备2种。通用型设备有装载机、挖掘帆、推土机、抓斗式取料机等。它除了在生产线中完成取料之外，有时还可以用来推垛或装车等。通用性较强，一般用于年生产能力10万t以下的动力配煤生产线。专用型设备有地龙式刮板机，滚龙取料机和斗轮式取料机等。专用型设备能将煤垛上的煤连续供给胶带输送机，是煤快速运出的高效率专用机械，一般都与固定的胶带输送机衔接。 第二节第二节 动力配煤工艺动力配煤工艺 筛分设备筛分设备 根据层燃式工业锅炉的燃烧工况，要求动力配煤的粒度分布有一定的均匀性，所以煤炭的筛分是动力配煤生

13、产工艺流程中不可缺少的一个重要环节，通过筛分设备，优质煤可以筛出优质块煤，弥补优质块煤资源短缺的问题，并为煤场增加一定的经济效益；低质煤可以把大块筛出来，破碎后再送入贮煤斗。在动力配煤生产线上比较常用的筛分设备有滚筒筛和振动筛等。 滚筒筛一般有圆柱形、圆锥形等几种，由架体、筛蓖、进料斗、出料斗、中心铀、驱动装置等组成。滚筒筛在转动时，筛内原煤受磨擦力作用，随滚筒壁升到一定高度，再受重力作用下滑，小颗粒和大块煤分开，小颗粒煤成为筛下物，大块煤成为筛上物进入破碎机或单独存放。滚动筛的滚动实际上起到定的搅拌作用，因此在简易的中小型配煤线上，筛分和混配就合成一个工序。 另外，由于滚筒筛的结构特点，如转

14、速过快，筛分效率就会降低，过慢则筛网有效利用面积缩小，使筛分能力降低，所以滚筒筛适用于中、小型配煤生产线。在大型的动力配煤生产线上，宜选用振动筛，以加大筛分能力。第二节第二节 动力配煤工艺动力配煤工艺 破碎设备破碎设备 原料煤筛分出的大块煤必须经过破碎后才能进配煤线的贮煤斗。常用的破碎设备有颚式破碎机和锤式破碎机2大类。颚式破碎机多用于破碎原料煤中的矸石。在动力配煤生产线中使用比较广泛，适应能力较强。为避免硬金属棒、块混入煤中。造成破碎机过载或损坏，般应该在破碎机的进料口安装电磁吸铁装置，随时清除金属杂物。 混配设备混配设备 混配设备是动力配煤生产线的重要设备之一。混配般分为重量配料和容积配料

15、两种。在动力配煤生产中多数还是采用容积配料，但在一些大的生产线上已开始了重量配料。容积配料设备主要为圆盘配料机和胶带配料机，这2种设备都是用控制原料煤的流量来达到定量配比的目的。圆盘给料机的给料虽一般通过改变刮刀位置等措施来调节；胶带配料机则通过出料闸门的开口高度控制出煤层的厚薄。重量配料般采用电子胶带秤，通过重量显示比例，调节胶带机的出料速度，使配料更加准确可靠。第二节第二节 动力配煤工艺动力配煤工艺第三节第三节 典型动力配煤技术典型动力配煤技术第三节第三节 典型动力配煤技术典型动力配煤技术n一、传统配煤技术一、传统配煤技术n 传统的配煤技术是以煤化学为理论基础，采用煤的挥传统的配煤技术是以

16、煤化学为理论基础，采用煤的挥发分发分vdaf来控制煤质，用胶质层厚度来控制煤质，用胶质层厚度(x, y)及黏结指数（及黏结指数（g)来评价煤的结焦性，依此来指导配煤。根据煤化学理论来评价煤的结焦性，依此来指导配煤。根据煤化学理论，煤的结焦性是用煤化程度指标，煤的结焦性是用煤化程度指标(包括水分、硫分、灰分包括水分、硫分、灰分、挥发分等、挥发分等)和黏结性指标和黏结性指标(包括胶质层厚度包括胶质层厚度x,y和黏结性和黏结性指数（指数（g)）等来反映，以此为基础发展形成了）等来反映，以此为基础发展形成了vdaf-x，vdaf-y,vdaf-g等炼焦配煤法。等炼焦配煤法。 n二、煤岩学配煤技术二、煤

17、岩学配煤技术n 随着煤岩学的不断发展，利用煤岩显微结构指导配煤有随着煤岩学的不断发展，利用煤岩显微结构指导配煤有了长足的发展。煤岩学相关观点认为了长足的发展。煤岩学相关观点认为:煤化程度和煤的显微组煤化程度和煤的显微组成是决定煤的结焦性好坏的关键因素。煤的煤化程度由煤中成是决定煤的结焦性好坏的关键因素。煤的煤化程度由煤中镜质组的平均随机反射率镜质组的平均随机反射率(rr,m）来决定，）来决定，rr,m越大，煤的越大，煤的煤化程度越高，平均随机反射率大体上能反映活性组分的总煤化程度越高，平均随机反射率大体上能反映活性组分的总体质量。体质量。rr,m不受煤种的影响，煤化参数不受煤种的影响，煤化参数

18、vdaf不仅与煤的不仅与煤的煤化程度有关，而与煤种也有关系，因此，煤化程度有关，而与煤种也有关系，因此，rr,m比比vdaf更更能准确地反映煤的煤化程度。根据煤中不同显微组分在煤的能准确地反映煤的煤化程度。根据煤中不同显微组分在煤的结焦过程中的表现不同，通过煤的镜质组随机反射率结焦过程中的表现不同，通过煤的镜质组随机反射率(rr,m）直方图可以清楚地反映出不同组型活性组分分布情况。）直方图可以清楚地反映出不同组型活性组分分布情况。第三节第三节 典型动力配煤技术典型动力配煤技术n三、计算机专家配煤系统三、计算机专家配煤系统n 计算机配煤专家系统是基于计算机和信息技术发展起计算机配煤专家系统是基于计算机和信息技术发展起来的配煤概念，它综合利用了煤炭数据库、焦炭质量预测来的配煤概念，它综合利用了煤炭数据库、焦炭质量预测方法、