阜新烟煤改烧金竹山无烟煤的问题研究 答辩

指导教师：曹娜论文题目：阜新烟煤锅炉改烧金竹

山无烟煤的问题研究班级：热动102班学生：李恒学号：100208021125研究概述研究背景

目前，我国大部分火电厂都燃用烟煤，但受地理位置及煤种价格等各方面的制约，如果电厂继续燃用烟煤，将会导致发电成本较高，经济效益较低，因此许多燃用烟煤的电厂希望能对锅炉进行改造，将锅炉燃用煤种由烟煤改为价格较便宜或当地资源较丰富的无烟煤或贫煤。

研究意义

本课题通过对阜新烟煤和金竹山无烟煤锅炉的热力计算，分析煤种变化对锅炉运行经济性带来的影响，并对计算结果进行比较和分析，为锅炉变煤种运行改造提供一些有用的数据支持

。论文的结构和主要内容第一部分：绪论第二部分：煤质变化对锅炉机组的影响第三部分：两煤种对比热力分析计算第四部分：计算结果汇总与分析第五部分：锅炉对于煤种变化应对措施一、绪论1.1选题意义及研究目的

关键词：地理位置、价格、成本、改烧；着火、稳燃、结渣三大问题；能源、研究现状（生物质能、掺烧混烧、低SOx

燃烧等）。

本课题通过对烟煤和无烟煤锅炉的热力计算，分析煤种变化对锅炉运行经济性带来的影响，并对计算结果进行比较和分析，提出影响锅炉运行经济性的因素，为锅炉变煤种运行改造提供一些数据支持。1.2本文主要研究内容（1）煤质变化对锅炉机组的影响。（2）阜新烟煤锅炉燃用阜新烟煤的热力计算。（3）阜新烟煤锅炉燃用金竹山无烟煤的热力计算。（4）对两个煤种的计算结果进行对比分析并得出相应结论。二、煤质变化对锅炉机组的影响2.1煤质变化对制粉系统的影响

入炉煤质（挥发分、发热量、水分和粘度等）发生变化时，石子煤量、磨煤机磨损件寿命、磨煤功耗、煤粉细度、磨煤机出力等也将相应发生变化。

2.2煤质变化对锅炉机组运行状况的影响

主要分析煤质变化对锅炉出力、燃烧稳定性、锅炉受热面结渣、锅炉受热面磨损、锅炉效率、空气预热器的影响

2.3煤质变化对辅助设备的影响

高温腐蚀、低温腐蚀；输煤除渣系统；除尘器等2.4煤质变化对热经济性的影响煤质变化对锅炉机组的运行造成严重影响，因此在进行煤种改烧前必须对改烧前后的煤种分别进行热力计算，并对结算结果进行对比分析，推测改烧前后运行过程中可能出现的问题。三、两煤种对比热力分析计算3.1锅炉概况

国产220t/h高压锅炉示意图

四角布置切圆直流燃烧器，倒U型，自然循环，固态排渣煤粉炉。钢球筒式磨煤机，中间储仓式制粉系统。三、两煤种对比热力分析计算3.2锅炉各种工质流程3.2.1

烟气流程炉膛→屏式过热器→高温对流过热器→低温对流过热器→高温省煤器→高温空气预热器→低温省煤器→低温空气预热器3.2.2

蒸汽流程一次喷水减温二次喷水减温↓↓汽包→顶棚管→低温对流过热器屏式过热器→高温对流过热器冷段→高温空气预热器热段→汽轮机3.2.3空气流程

磨煤机↓冷空气→送分机→空气预热器→热空气→燃烧器→炉膛三、两煤种对比热力分析计算两煤种煤质特性参数

三、两煤种对比热力分析计算3.4/3.5燃用阜新烟煤/金竹山无烟煤的辅助热力计算3.4.1锅炉空气量平衡（漏风系数、过量空气系数、平均过量空气系数）3.4.2燃料燃烧计算（燃烧计算表）3.4.3烟气特性参数计算（烟气特性表）3.4.4理论烟气焓和理论空气焓的计算（理论烟气焓、理论空气焓）3.4.5实际烟气焓的计算（实际烟气焓温表）3.4.6锅炉热效率及燃料消耗量计算（热效率及燃料消耗计算表）3.4.7燃用阜新烟煤的炉膛校核热力计算（炉膛热力计算表）四、计算结果汇总与分析计算结果汇总

四、计算结果汇总与分析4.2结果分析经热力计算，在锅炉100%负荷下，改燃无烟煤后，由于机械不完全燃烧热损失q4由1.5%升高到6%，而排烟热损失q2由原来的6.34%降到5.206%，锅炉热效率由原设计煤种的92.751%降至88.294%左右。引起锅炉热效率的变化[14]主要由机械不完全燃烧损失q4和排烟热损失q2决定。现主要针对煤质变化对机械不完全热损失q4、排烟损失q2两方面进行简单分析。四、计算结果汇总与分析（一）煤质变化对排烟损失q2的影响

在煤粉燃烧过程中，水分是不利因素。入炉煤中的水分汽化时吸热，增加了煤粉着火热，对煤粉着火不利；水分不参与燃烧，但会吸收煤粉燃烧释放的热量，降低了燃烧区域温度，对煤粉燃尽不利。水分增大时，尾部受热面低温腐蚀的几率增大，同时易于积灰，因此需要提高排烟温度以避免低温腐蚀，这样一来排烟损失q2也增大，故水分的存在增大了q2。入炉煤中硫分的大小对排烟损失影响也较大。硫在燃烧后生成SO2，有一部分再进一步氧化成SO3。随烟气流动的SO3与烟气中的水蒸气进一步结合成硫酸汽。当烟道内受热面壁温较低时，硫酸汽便凝积成硫酸，使受热面遭到腐蚀。煤中硫的含量越高，这种腐蚀越严重。因此，为避免这种腐蚀，则原设计排烟温度也就需要增大，与此同时，排烟损失q2也就跟着增大了。四、计算结果汇总与分析在本课题阜新烟煤改烧金竹山无烟煤的研究中，其灰分含量由原设计煤种的23%降低到22.3%，经热力计算，其锅炉效率是降低的；其水分含量由原设计煤种的15%降低到7%，其硫分含量由1%降到0.6%，根据两煤种的折算水分计算，其排烟温度估算值由145℃降低到125℃，排烟温度越低，则排烟损失就越小，故相应排烟损失q2也降低了。四、计算结果汇总与分析（二）煤质变化对机械不完全燃烧损失q4的影响

通常烟煤可磨性较好，无烟煤可磨性较差；碳元素含量低的煤易磨，碳元素含量高的煤难磨。燃用可磨性差的煤种会产生一系列不利的影响：煤粉细度难以合格、制粉电耗增加、制粉出力下降，进而导致q4增大。入炉煤的低位热值下降时，考虑到保证机组负荷出力的需要，单位时间内的给煤量必然相应增加。制粉系统出力的非正常增加会使煤粉变粗，影响煤粉燃尽，间接导致灰、渣可燃物升高；同时，煤粉消耗量的增大，还会导致一次风速增高、风温降低，导致煤粉着火推迟，火焰中心上移，炉膛出口烟温提高，q4增大。煤的挥发分越低，煤中难燃的固定碳成分越多，煤粉越不容易燃尽，挥发分析出的空隙少，减少了反应表面积，使燃烧反应减慢，不利于快速稳定燃烧。在其它指标相同时，煤粉的着火点随着挥发份的减少而增大，煤粉的着火热也随之增大，煤粉的着火速度减慢，故锅炉的机械未完全燃烧损失q4随着挥发份的减少而增大。四、计算结果汇总与分析在本课题阜新烟煤改烧金竹山无烟煤的研究中，煤种变化后，入炉煤挥发分由原设计煤种的41%降低到8%，其煤粉变粗，不易燃烧及燃尽，从而增大了锅炉机械不完全热损失q4；低位热值由18645增大到22210，低位热值增大时，将导致燃烧室温度过高，炉膛出口烟温增大，有可能促使锅炉结渣的情况发生或增大结渣的可能性，导致q4增大。经热力计算由表4-1知，其机械未完全燃烧损失q4由1.5%增大到6%。五、锅炉对于煤种变化应对措施（1）由于机械不完全燃烧热损失增大，而在金竹山无烟煤的热力计算中，过量空气系数只取1.2，按照无烟煤过量空气系数的选取范围为1.2~1.25，因此可适当提高过量空气系数，这样可以减小机械不完全燃烧热损失。（2）由于改烧无烟煤后，挥发分降低，因此可采用以空气预热器出口的热风作为输送煤粉进入炉膛燃烧的方式即热风送粉方式，使煤粉在风管内先行预热，有利于挥发分的析出及在炉膛内及时着火和稳定燃烧，以减少机械不完全热损失。（3）受地理位置及煤种价格的制约，可加强各煤种的掺烧、混烧和配煤技术，以提高各煤种特别是劣质煤的利用率，降低运行成本。（4）由于金竹山无烟煤挥发分较低，可在炉顶拱下面的水冷壁上敷设卫燃带。减少燃烧过程的散热，以提高燃烧区域的温度水平，从而改善