燃煤電廠(chǎng)動(dòng)力配煤技術(shù)的應用

發(fā)電設備(2005 No.2)燃煤電廠(chǎng)動(dòng)力配煤技術(shù)的應用郝麗芬'，李東雄'，靳智平'，冷曉芳2(1.太原電力專(zhuān)科學(xué)校,山西太原030013;2. 太原第一熱電廠(chǎng),山西太原030021)摘要:分析了燃煤電廠(chǎng)動(dòng)力配煤的現狀,提出采用動(dòng)力配煤技術(shù),該技術(shù)能解決當前電廠(chǎng)用動(dòng)力煤煤質(zhì)差的問(wèn)題。并利用動(dòng)力配煤應用軟件,實(shí)施燃煤電廠(chǎng)動(dòng)力配煤。關(guān)鍵詞:燃煤電站;配煤;應用中圖分類(lèi)號:TK227.1文獻標識碼:A文章編號:1671-086X(2005 )02-0088-03Coal Collocation Technique for Coal Fired BoilersHAO Li-fen，u Dong- xiong, JIN Zhi-ping，LENG Xiao-fang(1. Taiyuan School of Power, Taiyuan 030013, China;2. Taiyuan Cogeneration Power Plant No.I, Taiyuan 030021 , China)Abstract: The present state of coal collocation in coal firing power plants is being analysed and a optimal way ofcollocation is proposed, including a practical soft- ware .Keywords: coal firing power plant; coal collocation; application我國煤炭消費占到一次消費能源的75%以.適應性,取得了明顯效果,但這種改變仍是- -種被上,盡管預測到2050年煤炭消費比重將下降到動(dòng)措施,若采用配煤技術(shù),對人場(chǎng)煤進(jìn)行合理配50%左右,但消費的絕對量還是呈增加趨勢，即以制,使其適應鍋爐對煤質(zhì)的要求,則是從根本上解煤炭為主的能源結構在我國相當長(cháng)的時(shí)間內不會(huì )決問(wèn)題。.有大的變化。2燃煤電廠(chǎng)面臨的問(wèn)題，1能源結構及能源狀況我國煤炭燃燒效率低、污染排放嚴重的原因煤炭是我國主要的一次能源,目前,我國每年是多方面的,但是燃煤供應品種多,質(zhì)量不均一、用于直接燃燒的煤炭達1.1Gt,占煤炭消費總量不穩定,煤質(zhì)不適應燃煤設備的要求是重要原因。的80%左右,其中發(fā)電約占32%,與先進(jìn)國家相鍋爐是針對一定的用煤質(zhì)量和標準設計、制造的,比,我國發(fā)電煤耗(平均)約高30%。我國燃煤電鍋爐運行對煤質(zhì)有嚴格的要求。如果煤質(zhì)不符合站的現狀是:鍋爐用煤不能保證設計煤種,煤質(zhì)變要求,則鍋爐出力會(huì )受到影響，燃燒效率和鍋爐效差,給鍋爐穩燃帶來(lái)困難,這就推動(dòng)了穩燃技術(shù)的率會(huì )降低,并增加CO2、SO2、渣、灰等污染物的排發(fā)展。煤穩燃有兩類(lèi),一類(lèi)是通過(guò)改變傳統燃燒放。另外供煤質(zhì)量不均衡,也會(huì )造成鍋爐運行工器結構以形成有利于穩定著(zhù)火的氣固兩相流來(lái)提藝調整頻繁,難以實(shí)現連續、穩定、高效運行。積高穩燃能力,加大鍋爐對變煤種的適應性;另一類(lèi)極發(fā)展動(dòng)力配煤技術(shù),提高動(dòng)力配煤的配煤比重是通過(guò)改變煤質(zhì)的特性使其適應鍋爐的燃燒需是一中國煤化工齊水平的有效措施。要。采用各種新型穩燃器以提高鍋爐對變煤種的MYHCNMHG收稿日期:004-05-31作者簡(jiǎn)介:郝麗芬(1971-),女,教師,主要從事熱能動(dòng)力與環(huán)保教學(xué)與研究工作。' 88燃煤電廠(chǎng)動(dòng)力配煤技術(shù)的應用發(fā)電設備(2005 No.2)質(zhì)量標準化推薦指標,確定煤質(zhì)指標主要是:發(fā)熱3動(dòng)力配煤技術(shù)概要量、水分、硫分、灰分、揮發(fā)分、煤灰軟化溫度f(wàn)51[6。隨著(zhù)采煤機械化程度的提高和煤層貯存條件通過(guò)合理選取配煤質(zhì)量指標,充分考慮各指標間變差,煤炭質(zhì)量逐漸下降,矸石量增多,灰分增高，的線(xiàn)性和非線(xiàn)性關(guān)系,建立科學(xué)合理的配煤數學(xué)粉煤和末煤含量增加,水分和硫分增高,只有進(jìn)行模型,采用VB6.0編制了一套符合煤炭經(jīng)銷(xiāo)企業(yè)加工調配,才能保證煤炭質(zhì)量。動(dòng)力配煤的配制和煤炭用戶(hù)當前技術(shù)水平狀況的簡(jiǎn)單適用的配煤是根據不同煤質(zhì)對鍋爐燃燒運行的影響及不同類(lèi)軟件[7][8]。型鍋爐對煤質(zhì)有不同的技術(shù)要求來(lái)設計的,動(dòng)力本配煤軟件的開(kāi)發(fā)采用VB6.0,通過(guò)模擬試配煤就是要揚長(cháng)避短,將各種與燃燒有關(guān)的技術(shù)驗,已達到適用目的,其軟件功能和特點(diǎn)如下:指標統-考慮,使原來(lái)不適宜單燒的煤,經(jīng)過(guò)合理(1)配煤結果為滿(mǎn)足條件下的價(jià)格最低配煤配制,制成--種或幾種適合工業(yè)鍋爐燃燒的新品比;種,以達到合理用煤,提高鍋爐效率,節約煤炭,減(2)本軟件最多可實(shí)現4種單煤進(jìn)行配煤計少污染之目的112[3]。算,且單煤數目可任選;動(dòng)力配煤就是根據用戶(hù)對煤質(zhì)的特定要求，(3)本軟件最多可對6個(gè)煤指標進(jìn)行約束,將不同種類(lèi)、不同性質(zhì)的若干種煤按照-定的比且約束條件個(gè)數可任選;例，經(jīng)過(guò)篩選、破碎摻配加工成混煤,使其成為人(4)配煤結果(已修正)中可顯示各單煤參為加工的“新煤種”。這種“新煤種”的化學(xué)組成、數、混煤參數、配比和混煤價(jià)格。物理特性和燃煤特性與各原單一煤種均有不同,5動(dòng)力配煤軟件在電廠(chǎng)的應用合理配比可以達到改善性質(zhì)、特性互補、劣煤優(yōu)用、有利燃燒的目的4。5.1 應用軟件任選3種單煤運行根據電廠(chǎng)煤種、煤質(zhì)變化大,任選3種煤種、4動(dòng)力配煤軟件特點(diǎn)煤質(zhì)差異較大的單煤,應用配煤軟件進(jìn)行配煤。.參考我國開(kāi)展動(dòng)力配煤較早的幾個(gè)省、市制這3種單煤煤質(zhì)工業(yè)分析成分見(jiàn)表1。其中A煤定的各自“動(dòng)力配煤標準”和全國統--的動(dòng)力配煤為煙煤,B煤為貧煤,C煤為無(wú)煙煤。表13種單煤煤質(zhì)分析及配煤要求到場(chǎng)價(jià)工業(yè)分析煤種1元r1 Mu/%Ad/%Vdaf/%St,d/%Qnet, ar/MJ-kg~STICA煤325.007.9124.4238.421.22B煤310.006.8621.650.5024.71C285.0013.8819.107.210.4421.821470某電廠(chǎng)鍋爐設計煤種8.2631.4920.751.30 .21.169≥1400某電廠(chǎng)鍋爐校核煤種11.0044.4028.570.816.781≥1300 .電廠(chǎng)鍋爐煤質(zhì)設計值20~ 30≥16.70電石鍋爐煤質(zhì)波動(dòng)范園- 10≤OAd≤+5土*1.40本電廠(chǎng)鍋爐煤質(zhì)21 .49≤Ad≤15.75≤Vdaf≤19.769≤Qnet, ar≤成分波動(dòng)范圍36. .4925.7522 .56921.49≤Ad≤19.769≤Qnet,ar≤約東條件最低≤11.00≤1≥130036.49 _中國煤化工:569表1中的約束條件是根據某電廠(chǎng)鍋爐的設計只對MYHCNMHG行約束。煤種和校核煤種,并結合《燃煤電廠(chǎng)鍋爐技術(shù)條表2為配煤最佳方案的理論配方,每種煤的件》給出的。其中St,d根據環(huán)保要求及煤質(zhì)情況配比均可達到小數后兩位,而在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的精人為設定St,d%≤1?！度济弘姀S(chǎng)鍋爐技術(shù)條件》度遠達不到這么高,所以,這種配方還不具有可選89●發(fā)電設備(2005 No.2)燃煤電廠(chǎng)動(dòng)力配煤技術(shù)的應用擇性,故稱(chēng)這種優(yōu)化配方為理論配方,因此應進(jìn)一整結果見(jiàn)表3。步結合實(shí)際生產(chǎn)的需要對理論配方進(jìn)行調整。調表2動(dòng)力 配煤的最佳方案理論配方煤種配比Qnet, ar價(jià)格A煤B煤C煤Mu/%Ad/%Vdaf/%St,d/%ST/PCMJ'kg~'XX2X355.947.7036.3610.025. 10.0.88 ，22.40309.30表3動(dòng)力配煤生產(chǎn)最佳實(shí)用配方Qnet,arMu%ST/°CMJ.kg~ 1元.t-K3_55103522.2824.940.8822.461454309.50鑒于配煤時(shí)能配人的煤種越多,其工藝越復原料煤}[取樣化驗]雜,成本也越高,而配人煤種太少則往往達不到配微機優(yōu)化配煤的目的。因此,在動(dòng)力配煤中最常用的是選擇[原料A[原料B ][原料口]3種煤由計算機自動(dòng)配煤,優(yōu)化組合配方。根據[賠分}→[塊煤]師分一[塊煤] [師分]一塊煤燃料系統現有實(shí)際配煤看,每種煤的最低配比為[破碎]10%,配比超過(guò)10%的煤種以第5%作為配比間隔(如配煤的計量精度很高,也可以1%為配比間[磁選]做選]隔)。[稱(chēng)量]稱(chēng)量C稱(chēng)量]+從單煤品看,每種煤?jiǎn)为毴紵龝r(shí),都不符合要[混臺◆求,而幾種煤按- -定比例配煤后,可得到互補。同→[在線(xiàn)監測]+圖煤成晶→[原煤倉入爐]時(shí),由于劣質(zhì)煤的摻混,且比例盡可能的大,這樣圖1配煤工藝原則流程會(huì )使煤價(jià)比較符合條件的單煤價(jià)格低10元/t左高、水分偏大、揮發(fā)分偏低。右。5.2動(dòng)力配煤工藝(3)通過(guò)動(dòng)力配煤可滿(mǎn)足鍋爐對設計煤種的配煤工藝原則流程見(jiàn)圖1(以3種原料煤配要求煤為例)。該系統采用高精度電子皮帶稱(chēng)給料,受(4)實(shí)現動(dòng)力配煤要根據具體情況可在煤場(chǎng)中心機房主電腦控制,并設有測灰的在線(xiàn)檢測儀配制或在運行過(guò)程中配制。和快速分析相結合的在線(xiàn)檢測系統,測出配煤的(5)使用動(dòng)力配煤時(shí)必須滿(mǎn)足多條皮帶同時(shí)主要參數,自動(dòng)將數據輸人主電腦,與設定的數據運行的要求。對比,超差時(shí)自動(dòng)調整配比和控制給料量,以保證(6)對St,d%約束若所配煤種確實(shí)無(wú)法滿(mǎn)足配煤質(zhì)量的穩定和符合設定的質(zhì)量指標。此外，時(shí),需進(jìn)行脫硫。尚有完善的化驗設備和現代化商品煤炭采樣裝參考文獻:置,以保證各種原料煤和配煤的化驗數據具有正.[1]李文華.動(dòng)力配煤技術(shù)的現狀及發(fā)展[J].中國煤炭,1997,確性和代表性,從而使配煤質(zhì)量得以保證。6結語(yǔ)中國煤化工北京:煤炭工業(yè)出版社，MHCNMHG(1) 電廠(chǎng)用煤來(lái)源雜、品種多、質(zhì)量不均一，[3] 李文華.煤炭系統動(dòng)力配煤發(fā)展現狀[J].沽凈煤技術(shù), 1997,煤質(zhì)難以保證。(3):18-21.(2)目前電廠(chǎng)的動(dòng)力煤發(fā)熱量偏低、灰分偏(下轉第111頁(yè))90神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )在過(guò)熱器再熱器管壁溫度計算中的應用發(fā)電設備(2005 No.2)建立精確的預測系統所還需要做的工作。表1管壁溫度預測結果 與熱力計算結果比較編號蒸汽流入口蒸汽出口蒸汽蒸汽入口蒸汽出口實(shí)測溫神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )量/t+h-1溫度/C壓力/MPa壓力MPa度/心.預測值/C1102546450517.9817.73553.8562.2298046250316.6016.42549.5554.245249516.58.544.1551.390044348916.8516.58533.6528.687541014.6514.45504.7492.1料充實(shí)已知序列來(lái)訓練網(wǎng)絡(luò ),不斷提高BP網(wǎng)絡(luò )5結語(yǔ)計算管壁溫度的能力。.(1)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行過(guò)熱器管壁溫度預測參考文獻:已經(jīng)具備- -定的準確度,為管壁溫度的計算提供了新的分析方法。1] 陳學(xué)俊,陳聽(tīng)寬.鋼爐原理[M].北京:機械工業(yè)出版社，(2)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型尚缺少足夠的輸人量,管壁溫度的變化與多方面因素有關(guān),如何完善地考慮2] 馮俊凱,沈幼庭. 鍋爐原理及計算[M].北京:科學(xué)出版社，1992.到各因素對過(guò)熱器、再熱器壁溫的影響，是設計出3] 樓順天,施陽(yáng).基于MATLAB的系統分析與設計一 神經(jīng)完備的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )結構的關(guān)鍵。網(wǎng)絡(luò )[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,1998.(3)取得必要足夠的爐內管壁溫度數據的學(xué)[4] 李學(xué)橋,馬莉.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò ).工程應用[M].重慶:重慶大學(xué)出習樣本,使系統準確性達到要求對于建立精確的[5] 陳祥光，裴旭東.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)及其應用[M].北京:版社,1996.壁溫預測系統非常重要,否則其應用范圍就會(huì )受中國電力出版社,2003.限制,甚至失去意義。為了提高精度,要收集新資(上接第90頁(yè))[4] 方文沐.燃料分析技術(shù)問(wèn)答[M].北京:水力電力出版社,州煤炭2000,(5):3.2000.7] 靳智平,李東雄.用VB6.0編制動(dòng)力配煤軟件[J].電力學(xué)s]陳懷珍.動(dòng)力配煤主要煤質(zhì)指標的正確計算方法[J].潔凈報,2002,(3) :186-188.煤技術(shù),1995,(5):43-46.8] 曲景魁.動(dòng)力配煤主要煤質(zhì)指標可加性的研究[J].礦業(yè)學(xué)6]馬革非.動(dòng)力配煤最優(yōu)配煤指標及配煤方案的確定[J].中報,000,(3):17-19.(上接第107頁(yè))步地發(fā)展有必要盡快引進(jìn)并掌握P92、P122鋼的管道可選擇P91鋼。應用技術(shù);另-方面為了穩妥起見(jiàn)第一階段的國(4)高壓給水管道以及低溫再熱蒸汽管道可產(chǎn)化超超臨界機組的主蒸汽管道宜采用P91鋼。仍中國煤化工\672-B70-CL32等材(3)從投資和經(jīng)濟性角度考慮,高溫再熱蒸汽料。:IYHCNMHG111●