燃煤电厂动力配煤技术的应用

发电设备(2005 No.2)燃煤电厂动力配煤技术的应用郝丽芬'，李东雄'，靳智平'，冷晓芳2(1.太原电力专科学校,山西太原030013;2. 太原第一热电厂,山西太原030021)摘要:分析了燃煤电厂动力配煤的现状,提出采用动力配煤技术,该技术能解决当前电厂用动力煤煤质差的问题。并利用动力配煤应用软件,实施燃煤电厂动力配煤。关键词:燃煤电站;配煤;应用中图分类号:TK227.1文献标识码:A文章编号: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我国煤炭消费占到一次消费能源的75%以.适应性,取得了明显效果,但这种改变仍是- -种被上,尽管预测到2050年煤炭消费比重将下降到动措施,若采用配煤技术,对人场煤进行合理配50%左右,但消费的绝对量还是呈增加趋势，即以制,使其适应锅炉对煤质的要求,则是从根本上解煤炭为主的能源结构在我国相当长的时间内不会决问题。.有大的变化。2燃煤电厂面临的问题，1能源结构及能源状况我国煤炭燃烧效率低、污染排放严重的原因煤炭是我国主要的一次能源,目前,我国每年是多方面的,但是燃煤供应品种多,质量不均一、用于直接燃烧的煤炭达1.1Gt,占煤炭消费总量不稳定,煤质不适应燃煤设备的要求是重要原因。的80%左右,其中发电约占32%,与先进国家相锅炉是针对一定的用煤质量和标准设计、制造的,比,我国发电煤耗(平均)约高30%。我国燃煤电锅炉运行对煤质有严格的要求。如果煤质不符合站的现状是:锅炉用煤不能保证设计煤种,煤质变要求,则锅炉出力会受到影响，燃烧效率和锅炉效差,给锅炉稳燃带来困难,这就推动了稳燃技术的率会降低,并增加CO2、SO2、渣、灰等污染物的排发展。煤稳燃有两类,一类是通过改变传统燃烧放。另外供煤质量不均衡,也会造成锅炉运行工器结构以形成有利于稳定着火的气固两相流来提艺调整频繁,难以实现连续、稳定、高效运行。积高稳燃能力,加大锅炉对变煤种的适应性;另一类极发展动力配煤技术,提高动力配煤的配煤比重是通过改变煤质的特性使其适应锅炉的燃烧需是一中国煤化工齐水平的有效措施。要。采用各种新型稳燃器以提高锅炉对变煤种的MYHCNMHG收稿日期:004-05-31作者简介:郝丽芬(1971-),女,教师,主要从事热能动力与环保教学与研究工作。' 88燃煤电厂动力配煤技术的应用发电设备(2005 No.2)质量标准化推荐指标,确定煤质指标主要是:发热3动力配煤技术概要量、水分、硫分、灰分、挥发分、煤灰软化温度f51[6。随着采煤机械化程度的提高和煤层贮存条件通过合理选取配煤质量指标,充分考虑各指标间变差,煤炭质量逐渐下降,矸石量增多,灰分增高，的线性和非线性关系,建立科学合理的配煤数学粉煤和末煤含量增加,水分和硫分增高,只有进行模型,采用VB6.0编制了一套符合煤炭经销企业加工调配,才能保证煤炭质量。动力配煤的配制和煤炭用户当前技术水平状况的简单适用的配煤是根据不同煤质对锅炉燃烧运行的影响及不同类软件[7][8]。型锅炉对煤质有不同的技术要求来设计的,动力本配煤软件的开发采用VB6.0,通过模拟试配煤就是要扬长避短,将各种与燃烧有关的技术验,已达到适用目的,其软件功能和特点如下:指标统-考虑,使原来不适宜单烧的煤,经过合理(1)配煤结果为满足条件下的价格最低配煤配制,制成--种或几种适合工业锅炉燃烧的新品比;种,以达到合理用煤,提高锅炉效率,节约煤炭,减(2)本软件最多可实现4种单煤进行配煤计少污染之目的112[3]。算,且单煤数目可任选;动力配煤就是根据用户对煤质的特定要求，(3)本软件最多可对6个煤指标进行约束,将不同种类、不同性质的若干种煤按照-定的比且约束条件个数可任选;例，经过筛选、破碎掺配加工成混煤,使其成为人(4)配煤结果(已修正)中可显示各单煤参为加工的“新煤种”。这种“新煤种”的化学组成、数、混煤参数、配比和混煤价格。物理特性和燃煤特性与各原单一煤种均有不同,5动力配煤软件在电厂的应用合理配比可以达到改善性质、特性互补、劣煤优用、有利燃烧的目的4。5.1 应用软件任选3种单煤运行根据电厂煤种、煤质变化大,任选3种煤种、4动力配煤软件特点煤质差异较大的单煤,应用配煤软件进行配煤。.参考我国开展动力配煤较早的几个省、市制这3种单煤煤质工业分析成分见表1。其中A煤定的各自“动力配煤标准”和全国统--的动力配煤为烟煤,B煤为贫煤,C煤为无烟煤。表13种单煤煤质分析及配煤要求到场价工业分析煤种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某电厂锅炉设计煤种8.2631.4920.751.30 .21.169≥1400某电厂锅炉校核煤种11.0044.4028.570.816.781≥1300 .电厂锅炉煤质设计值20~ 30≥16.70电石锅炉煤质波动范園- 10≤OAd≤+5土*1.40本电厂锅炉煤质21 .49≤Ad≤15.75≤Vdaf≤19.769≤Qnet, ar≤成分波动范围36. .4925.7522 .56921.49≤Ad≤19.769≤Qnet,ar≤约東条件最低≤11.00≤1≥130036.49 _中国煤化工:569表1中的约束条件是根据某电厂锅炉的设计只对MYHCNMHG行约束。煤种和校核煤种,并结合《燃煤电厂锅炉技术条表2为配煤最佳方案的理论配方,每种煤的件》给出的。其中St,d根据环保要求及煤质情况配比均可达到小数后两位,而在实际生产时的精人为设定St,d%≤1。《燃煤电厂锅炉技术条件》度远达不到这么高,所以,这种配方还不具有可选89●发电设备(2005 No.2)燃煤电厂动力配煤技术的应用择性,故称这种优化配方为理论配方,因此应进一整结果见表3。步结合实际生产的需要对理论配方进行调整。调表2动力 配煤的最佳方案理论配方煤种配比Qnet, ar价格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动力配煤生产最佳实用配方Qnet,arMu%ST/°CMJ.kg~ 1元.t-K3_55103522.2824.940.8822.461454309.50鉴于配煤时能配人的煤种越多,其工艺越复原料煤}[取样化验]杂,成本也越高,而配人煤种太少则往往达不到配微机优化配煤的目的。因此,在动力配煤中最常用的是选择[原料A[原料B ][原料口]3种煤由计算机自动配煤,优化组合配方。根据[赔分}→[块煤]师分一[块煤] [师分]一块煤燃料系统现有实际配煤看,每种煤的最低配比为[破碎]10%,配比超过10%的煤种以第5%作为配比间隔(如配煤的计量精度很高,也可以1%为配比间[磁选]做选]隔)。[称量]称量C称量]+从单煤品看,每种煤单独燃烧时,都不符合要[混台◆求,而几种煤按- -定比例配煤后,可得到互补。同→[在线监测]+图煤成晶→[原煤仓入炉]时,由于劣质煤的掺混,且比例尽可能的大,这样图1配煤工艺原则流程会使煤价比较符合条件的单煤价格低10元/t左高、水分偏大、挥发分偏低。右。5.2动力配煤工艺(3)通过动力配煤可满足锅炉对设计煤种的配煤工艺原则流程见图1(以3种原料煤配要求煤为例)。该系统采用高精度电子皮带称给料,受(4)实现动力配煤要根据具体情况可在煤场中心机房主电脑控制,并设有测灰的在线检测仪配制或在运行过程中配制。和快速分析相结合的在线检测系统,测出配煤的(5)使用动力配煤时必须满足多条皮带同时主要参数,自动将数据输人主电脑,与设定的数据运行的要求。对比,超差时自动调整配比和控制给料量,以保证(6)对St,d%约束若所配煤种确实无法满足配煤质量的稳定和符合设定的质量指标。此外，时,需进行脱硫。尚有完善的化验设备和现代化商品煤炭采样装参考文献:置,以保证各种原料煤和配煤的化验数据具有正.[1]李文华.动力配煤技术的现状及发展[J].中国煤炭,1997,确性和代表性,从而使配煤质量得以保证。6结语中国煤化工北京:煤炭工业出版社，MHCNMHG(1) 电厂用煤来源杂、品种多、质量不均一，[3] 李文华.煤炭系统动力配煤发展现状[J].沽净煤技术, 1997,煤质难以保证。(3):18-21.(2)目前电厂的动力煤发热量偏低、灰分偏(下转第111页)90神经网络在过热器再热器管壁温度计算中的应用发电设备(2005 No.2)建立精确的预测系统所还需要做的工作。表1管壁温度预测结果 与热力计算结果比较编号蒸汽流入口蒸汽出口蒸汽蒸汽入口蒸汽出口实测温神经网络量/t+h-1温度/C压力/MPa压力MPa度/心.预测值/C1102546450517.9817.73553.8562.2298046250316.6016.42549.5554.245249516.58.544.1551.390044348916.8516.58533.6528.687541014.6514.45504.7492.1料充实已知序列来训练网络,不断提高BP网络5结语计算管壁温度的能力。.(1)利用神经网络进行过热器管壁温度预测参考文献:已经具备- -定的准确度,为管壁温度的计算提供了新的分析方法。1] 陈学俊,陈听宽.钢炉原理[M].北京:机械工业出版社，(2)神经网络模型尚缺少足够的输人量,管壁温度的变化与多方面因素有关,如何完善地考虑2] 冯俊凯,沈幼庭. 锅炉原理及计算[M].北京:科学出版社，1992.到各因素对过热器、再热器壁温的影响，是设计出3] 楼顺天,施阳.基于MATLAB的系统分析与设计一 神经完备的神经网络结构的关键。网络[M].西安:西安电子科技大学出版社,1998.(3)取得必要足够的炉内管壁温度数据的学[4] 李学桥,马莉.神经网络.工程应用[M].重庆:重庆大学出习样本,使系统准确性达到要求对于建立精确的[5] 陈祥光，裴旭东.人工神经网络技术及其应用[M].北京:版社,1996.壁温预测系统非常重要,否则其应用范围就会受中国电力出版社,2003.限制,甚至失去意义。为了提高精度,要收集新资(上接第90页)[4] 方文沐.燃料分析技术问答[M].北京:水力电力出版社,州煤炭2000,(5):3.2000.7] 靳智平,李东雄.用VB6.0编制动力配煤软件[J].电力学s]陈怀珍.动力配煤主要煤质指标的正确计算方法[J].洁净报,2002,(3) :186-188.煤技术,1995,(5):43-46.8] 曲景魁.动力配煤主要煤质指标可加性的研究[J].矿业学6]马革非.动力配煤最优配煤指标及配煤方案的确定[J].中报,000,(3):17-19.(上接第107页)步地发展有必要尽快引进并掌握P92、P122钢的管道可选择P91钢。应用技术;另-方面为了稳妥起见第一阶段的国(4)高压给水管道以及低温再热蒸汽管道可产化超超临界机组的主蒸汽管道宜采用P91钢。仍中国煤化工\672-B70-CL32等材(3)从投资和经济性角度考虑,高温再热蒸汽料。:IYHCNMHG111●