煤質(zhì)變化對煤水比影響的分析

.第32卷第2期電站輔機Vol. 32 No, 22011年6月Power Station Auxiliary EquipmentJun. 2011文章編號:1672 -0210(2011)02- 03-03煤質(zhì)變化對煤水比影響的分析馬棟梁,朱延海(神華江蘇國華陳家港發(fā)電有限公司安全技術(shù)部，江蘇鹽城224631)摘要:煤水比的控制調節在給水和過(guò)熱汽溫控制中起著(zhù)決定性的作用。煤質(zhì)的變化對于煤水比數值的影響很大。目前,煤炭供應已日趨緊張,電站鍋爐采用各種煤作為燃料已咸常例。因此,煤質(zhì)的變化會(huì )對機組適行產(chǎn)生影.響?，F以謀水比計算公式為基礎,推導了因煤質(zhì)變化對煤水比影響的矩陣方程。通過(guò)該矩陣方程,可計算出煤質(zhì)中各種成分的變化對煤水比變化的影響大小。對于超臨界機組控制理論及策略的研究具有參考意義。關(guān)鍵詞:超臨界;機組;煤質(zhì);煤水比;控制;策略;計算;方程中團分類(lèi)號:TK265文獻標識碼:AAnalysis on the Influence of Coal Quality against the Coal-water ratioMA Dong ling,ZHU Yanhi(Security Technology Department , Shenhua Jiangsu Guo Hua Chenjagang Power Co. Ltd,Yancheng, Jiangsu, 224631, China)Abstract :The control & regulation of coal-water ratio plays a decisive role in the control of feeding water andsuperheated steam temperature. The changes of coal quality will greatly affect the value of coal-water. Coal supply isincreasing day by day at present and all kinds of coals may be common used in the boilers of power plants. Therefore,the changes of coal quality will greatly afect the operation of power unit. The matrix equation of afected coal-waterratio has been deduced with the change of coal quality based on the calculated formula of coal-water ratio. Throughthis equation, the effective degree of the change of coal components can be calculated against change of coal-waterratio，which has a reference to the research of the control theory and strategy of supercritical power unit.Key words: supercritical; power unit; coal quality; coal- water ratios control; strategy; calculation; equation鍋爐給水和過(guò)熱蒸汽溫度,具有重要的意義(1-5。既述超臨界機組由于控制系統的高耦合性,所以常2煤水比計算公式采取比例控制。其中,煤水比的控制調節在給水和.現依據的鍋爐煤水比計算公式，即國家標準電過(guò)熱汽溫控制中起著(zhù)決定性的作用。煤水比不是一站性能試驗規程(GB10184-88)中的鍋爐煤水比個(gè)固定的數值，而是隨著(zhù)煤質(zhì)和負荷工況的變化而計算公式0。 計算公式如式1所示:改變的。在煤炭資源日益緊張的今天,鍋爐燃燒的E= n-in(1)燃煤,往往不是設計時(shí)選用的煤種,煤質(zhì)成分的變化W= Qmn對于煤水比數值的大小影響很大。所以確定煤質(zhì)成式中: in-過(guò)熱器出口焓值,kJ/kg;分變化對煤水比數值影響的大小，進(jìn)而更好的控制igw一省煤 器進(jìn)口焓值,kJ/kg;中國煤化工收稿日期:2011-04-01修回 日期:2011-04-27作者簡(jiǎn)介:馬棟梁(1982-),男,碩士,工程師,現從事電廠(chǎng)熱控維護方面的,MYHCNMHG33電站輔機總第117期(2011 No.2)給煤量,t/h;b,=dA' b;=du b。 = daw,給水量,t/h;B=[u* (0. 011C +0. 003732S +0. 101H"+Q.- -低位 發(fā)熱量,kJ/kg;0. 0082580* +0.01044N* +0. 01869W>+一鍋爐效率，n=1- 2q一鍋爐五0.007461A*)+ag *ap]dC ,dS ,dH> ,dO" ,dN ,dW* ,dA"項熱損失之和，q2為排煙熱損失，qs為化學(xué)不完全-煤質(zhì)變化以后C,S,H,O,N,水分,灰.燃燒熱損失,q,為機械不完全燃燒熱損失,qs為散分的應用基成分變化量;熱損失，qs為其它熱損失。du 一~排煙溫度變化量;3公式的化簡(jiǎn)與推導dan一-由于排煙含氧量的變化,過(guò)量空氣系數的變化量;計算煤水比變化量的時(shí)候,作如下化簡(jiǎn):dQr-燃料低位 發(fā)熱量的變化量;取q:，gs，96為定值,分別為0.1.0.4、0.32。dqa一機械不完 全燃燒熱損失的變化量.取冷空氣的焓值為30C時(shí)的焓值,為39 kJ/Nm'.由于灰渣率所占的份額很小,通常不到10%,所以4公式的計算驗證及分析灰渣率和爐渣含碳量分別取為定值?；以禂等橐阅畴姀S(chǎng)660MW超臨界機組額定負荷工況為0.1,飛灰系數ap取為0.9.例進(jìn)行計算,性能計算的原始數據如表1所示:由于目前的電廠(chǎng)鍋爐排煙溫度為110~160 C褰1原始數撮,在這個(gè)溫度范圍之內，排煙氣體的比熱容變化不校核煤種大,所以可以取為定值。取定在溫度為135 C時(shí)的項目符號|單位設計煤種(神華烏蘭木各種氣體成分的比熱容。(神華石圪臺煤)倫礦煤)經(jīng)過(guò)對計算煤水比的公式進(jìn)行化簡(jiǎn)和求導,得過(guò)熱器出口到如下計算F/W變化量的式子:壓力Pst | MPa26.0326. 03[a-品x這obTst|C|60505溫度《(最)- =當- BQ=>-By +dq.省煤器進(jìn)口壓力P%| MPa29. 68Q'Qme-in.dQ.省煤器進(jìn)口溫度T C I294Qmη空預器出口煙溫| v| C |122.2式中:a1 = 0. 116apyU + 0.011u- 3.467ap爝氣含氧量02| %az = 0. 043apU + 0.003732u - 1. 3anas = 0. 345apU + 0. 101u- 10. 335am”應用基含碳量| C| %|57. 6058as =-0.043awv + 0.008258u+ 1. 299aw,應用基含氫量| H %|1.59as = 0.01044uas = 0.01869u應用基含氧量| 0| % |11.141ar = 0.007461u應用基含氮量|N| % |0.680.9ag = 0.011C + 0.003732S + 0.101H' +應用基含硫量| S| % |0. 700.80. 008258O + 0.01044Np + 0.01869W> +0. 007461A> +0.116axC" + 0.489apyS' +應用基水分w> % |16. 00 .0.345a,H' - 0.043ap,O"應用基灰分A”%7.99a, = [0.0889(C +0.375S*) +0. 265H> -低位發(fā)熱量， 」Q. |kJ/k21770230300.03330*](1. 303u- 39)中國煤化工b=dC br=dS' bz =dH'爐渣THCNMHGb.=dO' bs=dN> b。 =dW>34煤質(zhì)變化對煤水比影響的分析電站輔機總第117期(2011 No. 2)表2原公式計算結果與推導公式計算結果的對比叨]析出煤質(zhì)應用基各種成分的變化,以及煤種低位發(fā)項目變化前變化后差值傳統公式新公式絕對相對熱量的變化,煙氣含氧量的變化對煤水比變化的影誤差誤差響,對于給水和過(guò)熱汽溫的控制具有指導意義。計算煤4.9261235.204662.6 943426|2.74283(2)簡(jiǎn)化的煤水比計算模型,直觀(guān)的反映了煤質(zhì)水比0. 107314|0.102387X10~ X10-| X10~* |x10~各種成分變化對煤水比變化影響的大小。通過(guò)對推導得出的公式進(jìn)行驗證,發(fā)現用新的公(3)煤質(zhì)變化對煤水比的影響計算分析,為超臨式所得出的結果與原公式得出的結果相比較，其相對界機組協(xié)調控制的分析打下了基礎。誤差和絕對誤差都很小，能滿(mǎn)足實(shí)際工程上的需要。參考文獻:通過(guò)該矩陣方程,可以直接得出煤質(zhì)各種成分.變化量的大小對煤水比變化的影響。過(guò)量空氣系數[1]胡武奇,忻建華,葉敏.600 MW趣臨界鍋爐基于中間點(diǎn)焓校正(煙氣含氧量)的變化量對煤水比的影響大小,是與的給水控制系統[J].能源技術(shù),2008,(3); 136-139.煤質(zhì)的應用基C,H,O,S成分有關(guān)系的。當煙氣氧[2]錢(qián)慶生.600 MW超臨界機組控制系統特點(diǎn)與協(xié)調控制策略[J].量增大1%(絕對值)時(shí)，造成鍋爐效率變小熱電技術(shù)2008,(2);53- -56.0. 22542154% ,進(jìn)而造成煤水比增大2. 574X10~*.[3]俞成立.超(趔)臨界機組中間點(diǎn)溫度過(guò)熱度控制策路[J].中國電力,2008,(7);60-64當燃煤發(fā)熱量變化100 kJ/kg時(shí)，造成鍋爐效率變[4]王志剛,雷兆團,張廣才超臨界600MW機組直流鍋爐動(dòng)態(tài)特化0.01958%,進(jìn)而造成煤水比變化為5. 165 X性研究[].熱力發(fā)電,2010,(9)14-20.10-*.當燃煤灰分變化1%時(shí),造成鍋爐效率變化[5]王建偉,楊培成.超臨界600WM機組給水控制策略[J].熱力發(fā)為0. 085% ,進(jìn)而造成煤水比變化為9. 66X10-5.電,2010.(2):79-81[6]范從振.鍋爐原理[M].中國電力出版社,1986.(5).5結語(yǔ)[7]李水華，馬棟栗.水和蒸汽[火用]值計算模型的分析及實(shí)現[].(1)通過(guò)對煤水比計算公式的推導化簡(jiǎn),可以分汽輪機技術(shù),008,(4)253- -254.簡(jiǎn)訊澳大利亞擬建大型煤太陽(yáng)能組合電廠(chǎng)澳大利亞宜布批準建設1個(gè)44兆瓦的太陽(yáng)能系統,該系統將建在昆士蘭州現有的燃煤電廠(chǎng)內。建成后,這個(gè)項目將成為世界上最大的太陽(yáng)能發(fā)電和煤電結合發(fā)電站,并成為南半球最大的太陽(yáng)能項目。這個(gè)項目將利用太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù),將太陽(yáng)能轉化為熱蒸汽來(lái)帶動(dòng)電站的渦輪機,以助力燃煤電站蒸汽發(fā)電過(guò)程。這個(gè)燃煤電廠(chǎng)已是澳大利亞能效最高的電廠(chǎng)之一,加上太陽(yáng)能設施之后,這個(gè)電廠(chǎng)可以在減少溫室氣體排放的同時(shí),增加電廠(chǎng)裝機容量。工程建設計劃在2011年開(kāi)始,并將在2013年竣工。當前,高二氧化碳排放的燃煤電廠(chǎng)為澳大利亞提供80%的所需電力。風(fēng)能和太陽(yáng)能所提供的電力還不足1%。摘自上海電氣電站設備中國煤化工涕I51期JYHCNMHGs*x35