神华煤配煤的试验研究

i用市能视神华煤配煤的试验研究韩斌桥' ,唐建城’,许建华,王松峰’,李振中' ,周国民'(1.神华国华国际电力股份有限公司北京热电分公司,北京100025 ;2.北京国华电力有限责任公司,北京10000)摘要:介绍了逸用榆林 D矿区神华煤和平朔煤进行配煤试验,通过工业分析、灰熔点和灰咸分测试分析研究混煤的灰熔融特性。掺入平朔煤能有效地改变神华煤高钙高铁的灰成分特点,提高神华煤的灰熔点。不同混配比例混煤的沉降炉燃烧结渣试验结果表明,平朔煤能降低神华煤的粘结性,熔融性和结渣趋势,且灰渣易吹落。关键词:神华煤;配煤;结渣;灰熔点中图分类号:TK16文献标识码:A文章编号: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神华煤配煤试验神华煤是一种公认的优质动力用煤,具有储神木煤煤化程度较低,煤质比较稳定,煤中水量大、易开采的特点,其矿区被列为我国能源战略分含量较高,高温下灰渣易分离为釉质渣,典型的后备基地。但神华煤煤灰中铁、钙含量高,灰熔融神木矿区煤灰特性见表1。煤灰中A1203 和SiO,性温度较低,易结渣和粘污，因此在-定程度上限含屈较低, CaO、Fe20,含量较高,煤灰熔点t,在制了其使用。我国以神华煤为设计煤种的浙江嘉1100~ 1300C,而且变形温度1小t,与软化温度1兴电厂、广东沙角电厂等燃用神华煤都发生过较之间的差值非常小。榆林D矿区是典型的神木严重的结焦事故。除通过锅炉运行调整、燃烧优煤,它的灰熔点在神木煤中是较低的,具有很强的化来减弱神华煤结渣对运行不良影响.配煤技术结渣特性。这里选用榆林D矿区神华煤作为配也是一种降低神华煤结渣性能提高神华煤使用煤试验的神华煤。量的好方法”。动力配煤技术是适合于中国国榆林D矿区单煤的铁、钙含量高,用来配煤情的洁净煤技术之一,它是指将不同类别,不同品煤灰中CaO和Fe203含量都必须很低,才有可能质的煤按- -定 比例配合,从而改变动力煤的成分改善混煤的结渣性能。经过对大量煤种灰成分的组成.物理性质和燃烧特性,达到质量互补、适应分析,选择平朔煤来进行配煤研兖,其煤灰特性见燃煤设备的要求”。因此针对神华煤易结渣特表2。平朔矿区位于晋北南部.是我国著名的特点展开动力配煤研究具有现实意义。大型中国煤化工zt。平朔煤成.YHCNMHG收稿日期:2010-11-05作者简介:韩斌桥(1967-),男.北京人,本科学历,主要研究方向为发电厂热能动力工程。能源工程2011年,第1期-57 一煤于石炭二叠纪,它的灰分、含硫量要高于神木侏熔点很高,变形温度I。大于1500C ,煤结渣趋势罗纪煤,原煤发热量也普遍低于神木煤,但是它灰极低。表1 典型的神木矿区煤灰特性"1矿区SiO2Al,0,CaOFe20/C1,/C刘家渠35. 2419. 8924. 226.00113011601190温家梁39. 1919. 5625. 605. 6012012301250榆林D32.8918.7314.22 .105211181122补连塔43.0225. 6611. 96.6.33 .1501170乌混30. 8518.0420. 768.73 .11411591163神府矿区'42.5715. 6216.5112.2312201270东胜矿区"37.5224. 5921. 199.041148榆横矿区”45.8412. 94 _13.7515. 1012651290注:"为统计值表2配煤单煤理化特性工业分析/%试验煤样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配煤试验采用以上两种单煤混配方式,混煤熔点测试使用5E-AF智能灰熔点测试仪;灰成分.比例选择7 : 3.6:4.5:5.4:6.3 :7五种,然后测试使用XJK12型陶瓷化学成分分析仪和6400A对混煤进行工业分析、灰熔点和灰成分测试。灰型火焰光度计。混煤测试结果见表3和表4。表3混煤的工业分析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.灰熔点/C灰渣氧化物成分/%↓Fe,O,Kay0Na2O13341383139839. 99中国煤化工.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 -实用节能技不含量可由式(3).式(4)计算,与混配比例r成反1500比关系。图3、图4给出了CaO和Al,O,含量的1400计算值和试验测量值,图中计算值和测量值吻合较好,变化趋势相同。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混煤灰熔点 .23. 08r + 6.38(100 -r)11490 + 837. 377r(4)20q638 + 16. 7r664s|+实测-0-计算408t妇30一4---实测0 20100围2混煤中 Ca0含量0 100有文献报道混煤的灰熔点与配煤比例、单煤围4混煤中 A1,0,含量灰熔点呈非线性关系[ ,图1中神华煤与平朔煤混配而成的混煤灰熔点Is与配煤比例表现出明给粉机一次风显的非线性关系,可由式(1)表示1052 + 10.9r-0. 057577 -6. 73432 x10~p',空气预热器着火段t。={r∈[0,60)[>1500， re [60,100](1)式中:r为混煤中平朔煤含量,%。式(1)的关联燃尽段度可高达99%。混煤中灰成分与与配煤比例也引风机表现出明显的非线性关系。混煤中各灰成分满足空压机质量守恒原理,可按加权平均计算如式(2)表示，它其中e表示混煤灰中某种成分的含量(%),r.表.沉降炉系统示意圉示混煤中单煤i的含量(%),A;表示单煤i中灰中国煤化工含量(%),e,表示单煤i中某种灰成分的含量CNMH G上决定了煤的(%)。下面以混煤中的CaO和Al20, 含量为例;JH以得到混灰熔融付工,也心叭成刀时匙里0进行说明。神华煤与平朔煤混煤中Ca0和AI20，煤的硅 比、硅铝比、碱酸比、沾污指数铁/钙比等能源工程2011年,第1期-59 -美用节能技术参数,结合结渣渣模糊评判方法,能够对混煤结渣与混煤的结渣性 能，采用灰成分判断的结果与灰沾污特性作为较为准确的判断。表5给出了单煤熔点判断的结果基本-致。表5结渣性能结渣预测方法煤种灰熔点法/C硅比G硅铝比Si02/Al,0,碱酸比B/A愉林D118严重结渣50.0严 重结渣1.83轻微结渣0. 685榆7平31383中等结渣75.91.160.191榆6平4>1500轻微结渣76. 00. 173榆5平5> 1500 .79.21.040.148榆4平6>1500轻 微结渣82. 11.09). 124榆3平783.20. 109平朔. >1500 轻微结渣89.31.100. 06段温度控制在800C ,燃尽段温度控制在1350C。.2混煤燃烧试验待燃烧和炉温温度后,将结渣棒放置在燃尽段,10.为了掌握不同比例混配的混煤灰熔融特性和分钟后取出,冷却后对结渣棒上的灰渣进行对比结渣特性,在沉降炉上进行了燃烧试验。沉降炉测试分析。采用孔径为1 mm的吹灰器,用一定试验台系统见图5。沉降炉主体部分由着火段和压力的氧气对结渣棒上的灰渣进行吹扫,得到灰燃尽段两段组成。着火段的温度范闱可以控制在渣从结渣棒.上吹落的吹落压力。表6给出了结渣室温到1000C范围,适合多种煤种的着火条件;棒上的灰渣特性,其中相对沉积量定义为沉积在燃尽段的温度可以达到1500C，接近真实锅炉的结渣棒_上的灰渣量与试验期间燃煤的总灰量的比最高温度范围。试验时,给粉量为1.2 kg/h,着火值,它表示燃煤灰分沉积的相对多少。表6燃烧试验 结渣棒上灰渣特性编号试验煤样 灰渣沉积量/g As/% 吹落压力/MPa 相对沉积量/%灰洛熔融性等级濟完全融化成釉质,在结渣棒上形成榆林D0.136.38.挫不掉1.02 .发亮的薄渣膜,吹不落,颜色基本上是黑色。渣致密、渣粒明显不均匀、整块吹落且.0.4911.870. 802. 06手不易捏碎明显部分融化渣较致密、渣粒均匀、底部渣粒少量融0.3413. 460.55化要用硬物才能刮离结渣榉、整块吹落但手捏即碎、不融0.39 .15. 690. 501.24化要用硬物才能刮离结渣棒、整块吹落但手捏即碎、不触瀆较致密.渣粒均匀、底部渣粒少量融0. 3916. 690. 401.17渣疏松、手捏有少量硬颗粒、吹落即0.36.18. 250. 300.99碎、颜色以浅色居多、不融渣极疏松、手捏无硬颗粒吹落即碎、0.63 .23. 080.15中国煤化工医从表5可知,纯榆林D煤虽然沉积量少,但膜,与结宜锋柏绍牧牛,木用U. s0MPa吹灰氧气THCNMHG渣完全融化成釉质,在结渣棒上形成发亮的薄渣吹不掉。表明榆林D煤粘结性强,熔融性强,有-60-州实用节能技术严重结渣趋势。掺有30%平朔煤的混煤结渣趋守恒规律,可按加权平均计算。根据灰成分求出势减弱,渣中有部分融化。当平朔煤参混比例增混煤的各项结渣指标,能够对混煤的结渣沾污性加，渣由致密过渡为疏松,由融化过渡为不融,吹能做出较为准确判断。落压力降低,结渣趋势减弱。(3)沉降炉燃烧结渣试验表明纯榆林D煤熔融性强,粘结性强,有严重结渣趋势,采用0. 80.3结语MPa吹灰氧气吹不掉。掺人平朔煤后,混煤的结通过进行神华煤的配煤试验,分析单煤与混渣性能明显减弱,灰渣易吹落。煤的灰熔点、灰渣氧化物成分以及结渣特性,得出参考文献:掺人部分平朔煤能够降低神华煤铁钙含量、提高神华煤的灰熔点的结论,燃烧结渣试验的结果很[1] 韩建国.神华配煤的技术和经济性探讨[J].洁净煤好地验证了这一点。技术,2003 ,9(2):12-16.(1)掺入30%低铁低钙的平朔煤能够使榆林[2] 周俊虎.平传娟,刘建忠。等.基于遗传算法的动力配煤模型[J].媒炭学报,2003 .28(5):547 -551.D矿区神华煤的灰熔点(变形温度)从1052C提[3]吴杰,徐江华,王群英.配煤降低淮南煤灰熔点的升到1334C。研究及机理初探[J].安徽理工大学学报(自然科学(2)混煤的灰成分与单煤的灰成分满足质量版) ,2003.23(4):51 -55.●(上接第56页)[10] 绿缘.山东首个污泥发电项目胶南投产[ EB/OL]. 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