摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測算方法
2023-06-03 01:12:01 1
摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測算方法
【專利摘要】本發明公開一種摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測算方法，主要為了提供一種適合於燃料含氮量不可忽略的摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐熱效率的測算方法。本發明首先獲取各項輸入參數，然後對實際入爐燃煤量和混合燃料的特性數據進行聯合求解，再進行混合燃料的燃燒計算，接著進行各項熱損失計算，最後得到鍋爐熱效率。本發明構建了燃煤和高爐煤氣混合燃燒條件下的鍋爐熱效率測算方法，適合於高爐煤氣含氮量較高的特點，避免了傳統計算方法中忽略燃料含氮量帶來的計算誤差，所以本發明求出的鍋爐熱效率準確率較高。
【專利說明】摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測算方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測算方法。
【背景技術】
[0002]鋼鐵企業在冶煉的過程中產生大量的高爐煤氣，由於高爐煤氣具有熱值低、含氮量高及燃燒穩定性差的特點，目前許多鋼鐵廠對高爐煤氣的利用都不充分，大量的高爐煤氣都被放散，造成能源的浪費，所以如何充分利用鋼鐵生產工藝中副產的高爐煤氣資源，成為相關技術人員普遍關心的問題。
[0003]近年來，摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐在一些鋼鐵廠取得了成功應用並逐步推廣，通過將高爐煤氣引入煤粉鍋爐，解決了高爐煤氣單獨燃燒較為困難的問題，有效地降低了高爐煤氣的放散率。並且從鋼鐵廠的角度來看，採用煤粉與高爐煤氣混燒的方式能較好地利用高爐煤氣，有助於實現高爐煤氣管網的平衡。此外，煤粉鍋爐摻燒高爐煤氣後，SO2AOj^P粉塵顆粒物的排放量與傳統的煤粉鍋爐相比均有較大幅度的降低。因此，煤粉鍋爐摻燒高爐煤氣的方式具有廣闊的的應用前景，尤其是在當前資源日益緊張和環保要求越來越高的形勢下，更能凸顯其經濟效益和社會效益。
[0004]鍋爐的熱效率是機組性能考核的關鍵指標，目前，對於工業用鍋爐的熱效率測算主要依據GB/T10180-2003《工業鍋爐熱工性能試驗規程》或者GB/T10184-1988《電站鍋爐性能試驗規程》進行。然而，規程GB/T10180-2003並未提及煤粉和高爐煤氣混燒鍋爐的效率計算方法，而規程GB/T10184-1988中雖然給出了燃煤混燒氣體混合燃料的計算方法，該方法可用於大多數氣體混合燃料與煤粉的混燒，但是對於混燒高爐煤氣的情況卻不適用，這是因為傳統的燃煤計算方法基於混合燃料含氮量較低的簡化條件，而高爐煤氣的含氮量很高，一般高達50 %~60 %，即使高爐煤氣的摻燒比例不高，折算後的收到基含氮量仍然不可忽略，若套用傳統方法必然帶來較大誤差，導致結果的失真。此外，要準確計算摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率，必須已知入爐燃煤量和入爐高爐煤氣流量的配比。對於高爐煤氣流量，目前其計量技術已經較為成熟，但是對於入爐燃煤量，尤其是對於配置中儲式制粉系統的鍋爐，很難準確獲取對應工況下的入爐燃煤量，而目前大多數摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐配置的都是中儲式制粉系統，這就給鍋爐熱效率的測算帶來很大困難。
[0005]因此，構建一個適用於摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測算方法，成為目前亟待解決的一個難題，具有重要的實用意義。
【發明內容】
[0006]針對上述問題，本發明提供一種燃料含氮量不可忽略的摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測算方法。
[0007]為達到上述目的，本發明摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測算方法包括:
[0008]獲取各項輸入參數，所述各項輸入參數包括燃煤的特性數據、高爐煤氣的特性數據、灰洛參數、幹煙氣參數、大氣參數以及流量參數；[0009]利用所述各項輸入參數對實際入爐燃煤量和混合燃料的特性數據進行聯合求解，所述混合燃料的特性數據至少包括混合燃料收到基硫元素質量含量百分率、混合燃料收到
基氮元素質量含量百分率；
[0010]利用所述各項輸入參數和求解出來的混合燃料的特性數據進行混合燃料的燃燒計算，所述燃燒計算至少包括計算每千克混合燃料燃燒產生的實際幹煙氣量和計算排煙處過量空氣係數，
[0011]所述每千克混合燃料燃燒產生的實際幹煙氣量的計算公式為
【權利要求】
1.一種摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測算方法，其特徵在於，所述測算方法包括: 獲取各項輸入參數，所述各項輸入參數包括燃煤的特性數據、高爐煤氣的特性數據、灰洛參數、幹煙氣參數、大氣參數以及流量參數； 利用所述各項輸入參數對實際入爐燃煤量和混合燃料的特性數據進行聯合求解，所述混合燃料的特性數據至少包括混合燃料收到基硫元素質量含量百分率、混合燃料收到基氮元素質量含量百分率； 利用所述各項輸入參數和求解出來的混合燃料的特性數據進行混合燃料的燃燒計算，所述燃燒計算至少包括計算每千克混合燃料燃燒產生的實際幹煙氣量和計算排煙處過量空氣係數， 所述每千克混合燃料燃燒產生的實際幹煙氣量的計算公式為
2.根據權利要求1所述摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測算方法，其特徵在於，所述利用所述各項輸入參數對實際入爐燃煤量和混合燃料的特性數據進行聯合求解的過程包括: 步驟a，預定一入爐燃煤量B。； 步驟b，計算所述預定入爐燃煤量B。條件下的混合燃料的特性數據，所述混合燃料的特性數據還包括混合燃料收到基低位發熱量、混合燃料收到基灰分質量含量百分率、混合燃料收到基水分質量含量百分率、混合燃料收到基碳元素質量含量百分率、混合燃料收到基氫元素質量含量百分率、混合燃料收到基氧元素質量含量百分率； 步驟C，計算所述預定入爐燃煤量B。條件下的混合燃料實際燃燒掉的碳元素質量含量百分率； 步驟d，計算所述預定入爐燃煤量B。條件下的混合燃料特性係數； 步驟e，計算出所述預定入爐燃煤量B。條件下幹煙氣中三原子氣體的容積含量百分率Φ' J3(RO2)； 步驟f，將計算出的所述幹煙氣中三原子氣體的容積含量百分率Φ 』 J3(RO2)與所述幹煙氣中三原子氣體的容積含量百分率的實測值Φ 1 (RO2)進行比較，若二者的差值超過預定誤差範圍，則將
3.根據權利要求2所述摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測算方法，其特徵在於，所述混合燃料的特性數據的計算通式為
Yi ^coal-^-coal, i+bgasXgas，i， 其中
4.根據權利要求3所述摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測算方法，其特徵在於，所述混合燃料實際燃燒掉的碳元素質量含量百分率的計算公式為
5.根據權利要求4所述摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測算方法，其特徵在於，所述混合燃料特性係數的計算公式為
6.根據權利要求5所述摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測算方法，其特徵在於，所述幹煙氣中三原子氣體的容積含量百分率Φ' J3(RO2)的計算公式為
7.根據權利要求6所述摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測算方法，其特徵在於，所述混合燃料的燃燒計算還包括:計算每千克混合燃料燃燒所需的理論空氣量U，所述每千克混合燃料燃燒所需的理論空氣量G的計算公式為
8.根據權利要求7所述摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測算方法，其特徵在於，所述熱損失包括排煙熱損失q2、化學不完全燃燒熱損失q3、機械不完全燃燒熱損失q4、散熱損失q5和灰洛物理熱損失q6 ; 所述排煙熱損失q2的計算公式為
9.根據權利要求8所述摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測算方法，其特徵在於，所述熱效率的計算公式為rIb = 100_(q2+q3+q4+q5+q6),其中^lb為所述熱效率。
【文檔編號】G06F19/00GK103995987SQ201410261854
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年6月12日 優先權日:2014年6月5日
【發明者】江文豪, 姚群 申請人:中冶華天工程技術有限公司