神華煤配煤的試驗研究

i用市能視神華煤配煤的試驗研究韓斌橋' ,唐建城’,許建華,王松峰’,李振中' ,周?chē)?(1.神華國華國際電力股份有限公司北京熱電分公司,北京100025 ;2.北京國華電力有限責任公司,北京10000)摘要:介紹了逸用榆林 D礦區神華煤和平朔煤進(jìn)行配煤試驗,通過(guò)工業(yè)分析、灰熔點(diǎn)和灰咸分測試分析研究混煤的灰熔融特性。摻入平朔煤能有效地改變神華煤高鈣高鐵的灰成分特點(diǎn),提高神華煤的灰熔點(diǎn)。不同混配比例混煤的沉降爐燃燒結渣試驗結果表明,平朔煤能降低神華煤的粘結性,熔融性和結渣趨勢,且灰渣易吹落。關(guān)鍵詞:神華煤;配煤;結渣;灰熔點(diǎn)中圖分類(lèi)號:TK16文獻標識碼:A文章編號:1004 -3950(2011)01 -0057 -05Experimental researches on Shenhua coal blendingHAN Bin-qiao' , TANG Jian-cheng' , XU Jian-hua2 , et al(1. Shenhua Cuohua International Eletric Power Limited Co. Beijing Thermal Power Subsidiary Co.，Beijing 1000252 , China; 2. Beijing Guohua Electrie Power Limited Co. , Beiing 00000, China)Abstract: Experimental researches on coal blending were carried out and Shenhua coal from Yulin D mining field andPingsu coal were selected to be researched on. The characteristics of ash fusion were analyzed and researched on by utimate analysis, ash fusion temperature analysis and ash content analysis. Ble nding Pingsu coal into Shenhua coal couldchange the ash content distribution of Shenhua coal, make the contents of Ca and Fe fall down and increase the ash fu-sion temperature of Shenhua coal. The combustion and slagging experiments on blended coal with diferent blending ra-tio were carried out in a drop tube furnace. The experimental results showed that Pingsu coal could decrease the cakingproperty, fusion property，and slagging tendency of Shenhua coal and make the ash easy to sootblow.Key words : Shenhua coal; coal blending; slagging; ash fusion temperature0引言1神華煤配煤試驗神華煤是一種公認的優(yōu)質(zhì)動(dòng)力用煤,具有儲神木煤煤化程度較低,煤質(zhì)比較穩定,煤中水量大、易開(kāi)采的特點(diǎn),其礦區被列為我國能源戰略分含量較高,高溫下灰渣易分離為釉質(zhì)渣,典型的后備基地。但神華煤煤灰中鐵、鈣含量高,灰熔融神木礦區煤灰特性見(jiàn)表1。煤灰中A1203 和SiO,性溫度較低,易結渣和粘污，因此在-定程度上限含屈較低, CaO、Fe20,含量較高,煤灰熔點(diǎn)t,在制了其使用。我國以神華煤為設計煤種的浙江嘉1100~ 1300C,而且變形溫度1小t,與軟化溫度1興電廠(chǎng)、廣東沙角電廠(chǎng)等燃用神華煤都發(fā)生過(guò)較之間的差值非常小。榆林D礦區是典型的神木嚴重的結焦事故。除通過(guò)鍋爐運行調整、燃燒優(yōu)煤,它的灰熔點(diǎn)在神木煤中是較低的,具有很強的化來(lái)減弱神華煤結渣對運行不良影響.配煤技術(shù)結渣特性。這里選用榆林D礦區神華煤作為配也是一種降低神華煤結渣性能提高神華煤使用煤試驗的神華煤。量的好方法”。動(dòng)力配煤技術(shù)是適合于中國國榆林D礦區單煤的鐵、鈣含量高,用來(lái)配煤情的潔凈煤技術(shù)之一,它是指將不同類(lèi)別,不同品煤灰中CaO和Fe203含量都必須很低,才有可能質(zhì)的煤按- -定 比例配合,從而改變動(dòng)力煤的成分改善混煤的結渣性能。經(jīng)過(guò)對大量煤種灰成分的組成.物理性質(zhì)和燃燒特性,達到質(zhì)量互補、適應分析,選擇平朔煤來(lái)進(jìn)行配煤研兗,其煤灰特性見(jiàn)燃煤設備的要求”。因此針對神華煤易結渣特表2。平朔礦區位于晉北南部.是我國著(zhù)名的特點(diǎn)展開(kāi)動(dòng)力配煤研究具有現實(shí)意義。大型中國煤化工zt。平朔煤成.YHCNMHG收稿日期:2010-11-05作者簡(jiǎn)介:韓斌橋(1967-),男.北京人,本科學(xué)歷,主要研究方向為發(fā)電廠(chǎng)熱能動(dòng)力工程。能源工程2011年,第1期-57 一煤于石炭二疊紀,它的灰分、含硫量要高于神木侏熔點(diǎn)很高,變形溫度I。大于1500C ,煤結渣趨勢羅紀煤,原煤發(fā)熱量也普遍低于神木煤,但是它灰極低。表1 典型的神木礦區煤灰特性"1礦區SiO2Al,0,CaOFe20/C1,/C劉家渠35. 2419. 8924. 226.00113011601190溫家梁39. 1919. 5625. 605. 6012012301250榆林D32.8918.7314.22 .105211181122補連塔43.0225. 6611. 96.6.33 .1501170烏混30. 8518.0420. 768.73 .11411591163神府礦區'42.5715. 6216.5112.2312201270東勝礦區"37.5224. 5921. 199.041148榆橫礦區”45.8412. 94 _13.7515. 1012651290注:"為統計值表2配煤?jiǎn)蚊豪砘匦怨I(yè)分析/%試驗煤樣Qm.w/kJ.kg-'MaA.V.FC9.26. 3853.3425774平朔3.5023.0827.4246.0022403元素分析/%H.N.S。67.313. 4412. 240. 950.4857.313. 7610. 711.000.64氧化物分析/%Al,O,Fe,0,Ka,0Na,032. 8918. 0118.73 .14.220.94.0.9945.2941.262.023.430.00配煤試驗采用以上兩種單煤混配方式,混煤熔點(diǎn)測試使用5E-AF智能灰熔點(diǎn)測試儀;灰成分.比例選擇7 : 3.6:4.5:5.4:6.3 :7五種,然后測試使用XJK12型陶瓷化學(xué)成分分析儀和6400A對混煤進(jìn)行工業(yè)分析、灰熔點(diǎn)和灰成分測試?；倚突鹧婀舛扔??；烀簻y試結果見(jiàn)表3和表4。表3混煤的工業(yè)分析Q.../kJ.kg"M」AuVa榆7平37. 6911.8730.2850. 1624901榆6平47.2013. 4629. 5449. 80.23776榆5平56.7215.6929.2148.9823492榆4平66. 2016. 6928.5548. 5623168榆3平75. 668.2527.848. 2922889表4混煤的灰特性.灰熔點(diǎn)/C灰渣氧化物成分/%↓Fe,O,Kay0Na2O13341383139839. 99中國煤化工.49. 0.99> 1500> 1S00 .40.9921.160.1639.14TYHCNMH G.680.41愉4平642.3238. 804.384.820.660.142.4740. 924.08.4. 470.320.18-58 -實(shí)用節能技不含量可由式(3).式(4)計算,與混配比例r成反1500比關(guān)系。圖3、圖4給出了CaO和Al,O,含量的1400計算值和試驗測量值,圖中計算值和測量值吻合較好,變化趨勢相同。1300ErAe(2)1200ErA1100 tCaO =23. 08 x2. 02r +6.38 x 18. 73(100 -r)23. 08r +6. 38(100-r)1000040 6080 10011950 - 72. 88r(3)638 + 16.7r混煤中平朔煤含量/%Al,0, =23. 08 x41.26r +6.38 x 18.01(100 -r)圈1混煤灰熔點(diǎn) .23. 08r + 6.38(100 -r)11490 + 837. 377r(4)20q638 + 16. 7r664s|+實(shí)測-0-計算408t婦30一4---實(shí)測0 20100圍2混煤中 Ca0含量0 100有文獻報道混煤的灰熔點(diǎn)與配煤比例、單煤圍4混煤中 A1,0,含量灰熔點(diǎn)呈非線(xiàn)性關(guān)系[ ,圖1中神華煤與平朔煤混配而成的混煤灰熔點(diǎn)Is與配煤比例表現出明給粉機一次風(fēng)顯的非線(xiàn)性關(guān)系,可由式(1)表示1052 + 10.9r-0. 057577 -6. 73432 x10~p',空氣預熱器著(zhù)火段t。={r∈[0,60)[>1500， re [60,100](1)式中:r為混煤中平朔煤含量,%。式(1)的關(guān)聯(lián)燃盡段度可高達99%?；烀褐谢页煞峙c與配煤比例也引風(fēng)機表現出明顯的非線(xiàn)性關(guān)系?；烀褐懈骰页煞譂M(mǎn)足空壓機質(zhì)量守恒原理,可按加權平均計算如式(2)表示，它其中e表示混煤灰中某種成分的含量(%),r.表.沉降爐系統示意圉示混煤中單煤i的含量(%),A;表示單煤i中灰中國煤化工含量(%),e,表示單煤i中某種灰成分的含量CNMH G上決定了煤的(%)。下面以混煤中的CaO和Al20, 含量為例;JH以得到混灰熔融付工,也心叭成刀時(shí)匙里0進(jìn)行說(shuō)明。神華煤與平朔煤混煤中Ca0和AI20，煤的硅 比、硅鋁比、堿酸比、沾污指數鐵/鈣比等能源工程2011年,第1期-59 -美用節能技術(shù)參數,結合結渣渣模糊評判方法,能夠對混煤結渣與混煤的結渣性 能，采用灰成分判斷的結果與灰沾污特性作為較為準確的判斷。表5給出了單煤熔點(diǎn)判斷的結果基本-致。表5結渣性能結渣預測方法煤種灰熔點(diǎn)法/C硅比G硅鋁比Si02/Al,0,堿酸比B/A愉林D118嚴重結渣50.0嚴 重結渣1.83輕微結渣0. 685榆7平31383中等結渣75.91.160.191榆6平4>1500輕微結渣76. 00. 173榆5平5> 1500 .79.21.040.148榆4平6>1500輕 微結渣82. 11.09). 124榆3平783.20. 109平朔. >1500 輕微結渣89.31.100. 06段溫度控制在800C ,燃盡段溫度控制在1350C。.2混煤燃燒試驗待燃燒和爐溫溫度后,將結渣棒放置在燃盡段,10.為了掌握不同比例混配的混煤灰熔融特性和分鐘后取出,冷卻后對結渣棒上的灰渣進(jìn)行對比結渣特性,在沉降爐上進(jìn)行了燃燒試驗。沉降爐測試分析。采用孔徑為1 mm的吹灰器,用一定試驗臺系統見(jiàn)圖5。沉降爐主體部分由著(zhù)火段和壓力的氧氣對結渣棒上的灰渣進(jìn)行吹掃,得到灰燃盡段兩段組成。著(zhù)火段的溫度范闈可以控制在渣從結渣棒.上吹落的吹落壓力。表6給出了結渣室溫到1000C范圍,適合多種煤種的著(zhù)火條件;棒上的灰渣特性,其中相對沉積量定義為沉積在燃盡段的溫度可以達到1500C，接近真實(shí)鍋爐的結渣棒_上的灰渣量與試驗期間燃煤的總灰量的比最高溫度范圍。試驗時(shí),給粉量為1.2 kg/h,著(zhù)火值,它表示燃煤灰分沉積的相對多少。表6燃燒試驗 結渣棒上灰渣特性編號試驗煤樣 灰渣沉積量/g As/% 吹落壓力/MPa 相對沉積量/%灰洛熔融性等級濟完全融化成釉質(zhì),在結渣棒上形成榆林D0.136.38.挫不掉1.02 .發(fā)亮的薄渣膜,吹不落,顏色基本上是黑色。渣致密、渣粒明顯不均勻、整塊吹落且.0.4911.870. 802. 06手不易捏碎明顯部分融化渣較致密、渣粒均勻、底部渣粒少量融0.3413. 460.55化要用硬物才能刮離結渣櫸、整塊吹落但手捏即碎、不融0.39 .15. 690. 501.24化要用硬物才能刮離結渣棒、整塊吹落但手捏即碎、不觸瀆較致密.渣粒均勻、底部渣粒少量融0. 3916. 690. 401.17渣疏松、手捏有少量硬顆粒、吹落即0.36.18. 250. 300.99碎、顏色以淺色居多、不融渣極疏松、手捏無(wú)硬顆粒吹落即碎、0.63 .23. 080.15中國煤化工醫從表5可知,純榆林D煤雖然沉積量少,但膜,與結宜鋒柏紹牧牛,木用U. s0MPa吹灰氧氣THCNMHG渣完全融化成釉質(zhì),在結渣棒上形成發(fā)亮的薄渣吹不掉。表明榆林D煤粘結性強,熔融性強,有-60-州實(shí)用節能技術(shù)嚴重結渣趨勢。摻有30%平朔煤的混煤結渣趨守恒規律,可按加權平均計算。根據灰成分求出勢減弱,渣中有部分融化。當平朔煤參混比例增混煤的各項結渣指標,能夠對混煤的結渣沾污性加，渣由致密過(guò)渡為疏松,由融化過(guò)渡為不融,吹能做出較為準確判斷。落壓力降低,結渣趨勢減弱。(3)沉降爐燃燒結渣試驗表明純榆林D煤熔融性強,粘結性強,有嚴重結渣趨勢,采用0. 80.3結語(yǔ)MPa吹灰氧氣吹不掉。摻人平朔煤后,混煤的結通過(guò)進(jìn)行神華煤的配煤試驗,分析單煤與混渣性能明顯減弱,灰渣易吹落。煤的灰熔點(diǎn)、灰渣氧化物成分以及結渣特性,得出參考文獻:摻人部分平朔煤能夠降低神華煤鐵鈣含量、提高神華煤的灰熔點(diǎn)的結論,燃燒結渣試驗的結果很[1] 韓建國.神華配煤的技術(shù)和經(jīng)濟性探討[J].潔凈煤好地驗證了這一點(diǎn)。技術(shù),2003 ,9(2):12-16.(1)摻入30%低鐵低鈣的平朔煤能夠使榆林[2] 周俊虎.平傳娟,劉建忠。等.基于遺傳算法的動(dòng)力配煤模型[J].媒炭學(xué)報,2003 .28(5):547 -551.D礦區神華煤的灰熔點(diǎn)(變形溫度)從1052C提[3]吳杰,徐江華,王群英.配煤降低淮南煤灰熔點(diǎn)的升到1334C。研究及機理初探[J].安徽理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)(2)混煤的灰成分與單煤的灰成分滿(mǎn)足質(zhì)量版) ,2003.23(4):51 -55.●(上接第56頁(yè))[10] 綠緣.山東首個(gè)污泥發(fā)電項目膠南投產(chǎn)[ EB/OL]. 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