煤种及煤粉细度对炉内再燃过程脱硝和燃尽特性的影响
煤质变化对锅炉燃烧影响及应对措施(2021版)
( 安全技术 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改煤质变化对锅炉燃烧影响及应对措施(2021版)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes煤质变化对锅炉燃烧影响及应对措施(2021版)概述：近年来由于煤炭行业矿难频发，国家对煤矿的整顿进一步加大力度，克拉玛依周边小煤矿被全部关停，导致供热公司的煤碳供应日趋紧张，公司的煤源由以前单一的和丰煤矿转向为以和丰、铁厂沟、大红沟等为主的煤矿，煤炭质量较以往有很大的变化，煤种杂、煤质差，引发了各供热车间司炉工劳动强度明显加大，锅炉及辅助设备故障明显增加，职工工作环境有所恶化，环境保护工作难度明显突出，更有甚造成锅炉燃烧运行困难，锅炉出口温度不能达标，严重影响了城市居民的正常供热。
1煤碳的燃烧过程：煤从进入炉膛到燃烧完毕，一般经历四个阶段：水分蒸发，当温度达到105℃左右时，水分全部被蒸发；挥发物着火阶段，煤不断吸收热量后，温度继续上升，挥发物随之析出，当温度达到着火点时，挥发物开始燃烧。
挥发物燃烧速度快，一般只为煤整个燃烧时间的1/10左右；焦碳燃烧阶段，煤中的挥发物着火燃烧后，余下的碳和灰组成的固体物便是焦碳。
此时焦碳温度上升很快，固定碳剧烈燃烧，放出大量的热量。
煤的燃烧速度和燃烬程度主要取决于这个阶段；燃烬阶段，这个阶段使灰渣中的焦碳尽量烧完，以降低锅炉热损失，提高效率。
良好燃烧必须具备三个条件：1、温度。
温度越高，化学反应速度快，燃烧就愈快。
层燃炉温度通常在1100~1300℃。
2、空气。
空气冲刷碳表面的速度愈快，碳和氧接触越好，燃烧就愈快。
煤粉细度及浓度对炉内燃烧的影响
爆炸三个必要条件：可燃物浓度，氧，点火能量。
水分的影响： 煤粉水分影响流动性与爆炸性。
☻ 水分高：流动性差，易堵，粉仓搭桥。影响着火与燃烧。 ☻ 水分低：自燃与爆炸。干燥耗能增加。
煤粉细度 Rx
煤粉的细度Rx（Dx） 用具有标准筛孔尺寸的筛子进行筛分测定。如 筛孔边长为xμm，煤粉过筛后，漏下去的煤粉质量为b，留在筛子上 的煤粉质量为a，则煤粉细度可用筛子上的剩余率或通过率表示
这是因为在一定的煤粉浓度下, 煤粉越细, 进行 燃烧反应的表面积就会越大, 而煤粉本身的热阻却 减小, 因此可以加快化学反应速度, 更快达到着火; ☻煤粉细度R90 由10% 减小到5% 时, 着火温度降低 了239 ℃, 着火距离缩短了130 mm;
☻煤粉细度R90由20% 减小到10%, 着火温度降低了 36 ℃, 着火距离缩短了70 mm, 变化幅度减小。 因此, 仅从促进低挥发分煤着火稳燃的角度考虑, 煤粉细度R90为5%是一个较好选择。
☻由于高温空气与煤粉气流温差较大，在与煤粉气 流混合时其温度略有降低； ☻随着煤粉脱出挥发分及挥发分的着火燃烧，周围 烟气温度又开始升高； ☻当烟气温度突升时，煤粉开始着火，本文以烟气 温度突升时所对应的距离为着火距离。
煤粉浓度对着火的影响研究
图2
煤粉浓度与着火距离的关系
煤粉浓度对着火的影响研究
☻煤种特性 ☻加热环境的温度 ☻加热时间的长短
daf
T越高，Vdaf越大。
时间越长，Vdaf越大。
煤粉越细，Vdaf越大。
☻煤粉颗粒的直径
挥发分对燃烧的影响
着 火 温 度 （ ）
℃
Vdaf (%)
Vdaf （%,） 挥发分对着火温度的影响
挥发分对稳燃负荷的影响
45、煤粉细度对窑的煅烧和熟料质量有什么影响
煤粉细度对窑的煅烧和熟料质量有什么影响煤粉的粒度直接影响燃烧的速度进而影响烧成带的温度和长度。
煤粉细一些，燃烧迅速、完全。
如果煤粉过粗，燃烧速度慢，高温带拉长，火力不集中，将降低烧成带温度从而影响质量。
对立窑来说，熟料中煤灰份分布不均匀而相对集中，形成所谓的煤灰窝，这样影响熟料质量的均匀性，降低熟料的成品率。
在采用白生料和半黑生料的立窑工艺中，作为外加煤，一般要求粒度不大于5mm，其中3mm以下的应占90％以上。
但煤粉过细会降低煤磨产量，增加电耗，回转窑用的煤粉细度一般控制0.08mm方孔筛筛余在8%～15%。
煤挥发分高的取低值，即应放粗些；反之取高值，即挥发分低的磨得粗些。
对立窑工艺来说，煤粉过细还会对煅烧带来不良后果。
因为立窑生产是燃料与生料一起成球入窑，料球在煅烧中逐渐下降，与向上的冷空气逆向而行。
由于窑中进行的一系列的物理化学反应消耗了空气中大量氧气，因此当料球进入予热带后，窑内的热气体中的氧就已很少，而碳酸盐却已分解出一定数量的C02气体，该带温度已达750～800℃，此时，料球表面的细煤就与C02发生包氏反应：C+C02→CO (吸热反应)在底火稳定，通风良好时，生成的CO迅速被气流带到上层，因上层更加缺氧，且温度更低，CO便不能与02燃烧而同烟气一同被排出窑外，造成不完全燃烧热损失，浪费能源。
当窑内通风不良且物料间又形成了空穴时，CO不能及时被排往窑外，而大量聚积在空穴中，一旦达到一定浓度且具备其它条件时，则可能发生CO爆炸喷火事故。
另外，煤粉过细，煤粉在烧成带的燃烧速度很快，使底火层较薄，边部更甚，使物料在烧成带煅烧的时间缩短，烧结反应进行得不充分，易产生生烧料。
而较粗的煤粒燃烧速度慢，在予热带不易与C02发生包氏反应，而是下移到温度较高、氧气较多的高温带去燃烧，既使高温带热力集中，提高烧成温度，又可使底火层有一定厚度，使物料在高温带停留必要的时间，充分进行烧结反应。
因此，一般认为立窑煅烧所需的煤粉细度以0.08mm方孔筛筛余在40±5％左右为宜。
煤粉锅炉经济煤粉细度
煤粉锅炉经济煤粉细度摘要：煤粉磨制得越细，着火越容易，利于燃烧完全，飞灰含碳量降低，减少二次燃烧的可能性；同时炉膛火焰中心相对降低、锅炉效率相对提高。
但是提高煤粉细度，制粉系统的电耗增加，磨煤机内磨煤部件磨损增大，增加维护量，制粉系统经济性随之降低。
合理的煤粉细度选取，使机械不完全燃烧损失和制粉耗电之和最小，有利于锅炉的安全经济运行。
关键词：煤粉细度；挥发份；煤粉均匀性；经济性；制粉耗电；细度选择；R900前言现代大中型锅炉一般均采用煤粉燃烧，经破碎后的原煤输进磨煤机磨制煤粉，成品煤粉应保证稳定着火并燃尽，煤粉有效燃烧起决定作用的首先是煤粉的细度，即表面积乃是衡量煤粉品质的重要指标；在煤粉细度相同的情况下，均匀性忧的煤粉不仅对煤粉在炉内的燃烧（着火和燃尽）影响极大，也有利于降低飞灰可燃物，同时对抑制NOx生作用也明显。
作为能源消耗大户，节能减排一直是锅炉工作人员追求的目标，提高锅炉燃烧效率，降低飞灰含碳量是其重要的途径之一。
选择合理的煤粉细度能够改善锅炉燃烧，提高燃烧效率，实现节能减排。
实践经验表明，煤粉磨制得越细，着火越容易，利于燃烧完全，飞灰含碳量降低，减少二次燃烧的可能性；同时炉膛火焰中心相对降低、炉效相对升高。
但是提高煤粉细度，制粉系统的电耗增加，磨煤机内磨煤部件磨损增大（特别是钢球磨），增加维护量，制粉系统经济性随之降低。
因此，在实际运行中，选择使机械不完全燃烧损失和制粉系统能耗之和最小的煤粉细度，这样的煤粉细度称为经济煤粉细度。
所以对电厂而言，调试单位会根据设计煤种的可磨系数给出磨煤机正常运行中煤量和电流的参考值。
通过正确合理的手段确定经济煤粉细度对于设备的安全经济运行是非常有意义的。
1煤粉细度煤粉细度是煤粉的重要指标之一，它反映了煤粉颗粒群的粗细程度。
煤粉细度是指把一定量的煤粉在筛孔尺寸为x微米的标准筛上进行筛分、称重，煤粉在筛子上的剩余量占总量的质量百分数定义为煤粉的细度Rx，即式中a－筛孔尺寸为x的筛上剩余量；b－通过筛孔尺寸为x的煤粉量。
煤质及粒度对层燃过程燃烧特性影响的研究
摘要 ： 通过 对煤 在层 燃锅 炉 中燃烧 性 能的测 定 ， 究煤 变质程度 和 粒度 对煤 炭燃 烧过程 中 研 烟 尘排 放 浓度 、 火时 间、 烬 时间 、 烧 火焰 长度 、 渣含 碳 量的 影响规 律 。为 降低 层燃锅 炉 着 燃 燃 灰 中煤炭 燃烧 细微 颗粒 物 的排放 、 效提 高不 同煤 质 的清 洁 、 有 高效利 用提供 理论 依据 。
１ 实 验条 件及 煤 质 分 析
１ １ 试 验装 置 ．
自制小 型层燃 炉燃 烧测 试 系统 。
收 稿 日期 ：０ ８— ２— １ ２ ０ ０ ３
基 金 项 目 ： 育 部 重点 课 题 （ １３ ） 教 ００ ６
作者简介 ： 周国江（ ６ 一 ， 黑龙江海伦 教授 ， １ ３ ） 男， ９ 中国矿业大学（ 北京） 在读瞎土研究生。主要从事煤炭清洁、 高效利用方面的研究。
煤质及粒度对层燃过程燃烧特性影响的研究 ４１
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表 １ 各 原 煤 样 的 筛 分 结果
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的燃 烧 ， 同时 也 影 响 烟 尘 的排 放 ， 与 Ｌｒ １ ａ． 这 ａ ｙ．Ｂｘ ｒ ｔ 、 ｅ ｒ 刘小 伟 等 研究 结果 相 一致 。从 实 验结 果 可
肿等 疾病 ， 给人 类 的呼 吸系统 造成 很 大 的危害 ¨。 。 为 了减少 燃煤 过 程 中细 微颗 粒 物 的产 生 ， 者 笔 研究 了不 同煤 质 、 同粒 度 的煤 在 层 燃 过程 中 细微 不 颗粒 物 的排放 特性 ， 寻找 出煤 炭 层燃 过 程 中细 微 颗 粒 物 的排放 规律 及其 影 响 因素 ， 为煤炭 的洁净燃 烧 ， 降低燃 煤 的大 气污染 提供 理论 依据 。
直吹式制粉系统出粉管煤粉均匀性对燃烧的影响
国内大容量电站锅炉普遍采用直吹式制粉系统，对于四角切圆燃烧方式，其最基本特征是直流燃烧器的几何轴线与位于炉膛中心的一个或数个假象切圆相切，在炉膛内形成一个总体旋转的火球，达到稳定煤粉燃烧，获得高的燃烧效率的目的，并保持炉内不结渣，同时结合分级燃烧技术，还可获得低的氮氧化物排放浓度。
由于粉量偏差造成炉膛内切圆偏斜，产生热负荷偏斜、结渣、炉内燃烧工况恶化，飞灰含碳量高等问题。
对于旋流燃烧器，由于以单个燃烧器组织燃烧，各燃烧器一次风量和煤粉浓度的分配不均衡对锅炉安全优化运行也是不利的。
制粉系统各输送管道的煤粉分配的不均衡，各支管粉量偏差大，风煤比偏差大，造成后期风粉得不到充分混合，燃烧状况不理想，负荷响应慢，炉渣可燃物高，严重影响锅炉的安全经济运行。
同时，支管内风粉不均匀，出现的绕绳现象，如果分层状态的空气和煤粉进入燃烧器，就会导致,火焰不稳定，燃烧不均匀，未燃碳（LOI）增加，结渣，冲刷炉壁，CO和O2不平衡等现象。
因此，改善制粉系统各输送管道的煤粉分配的均衡及支管内风粉均匀性，是提高锅炉燃烧效率，降低煤耗，提高锅炉安全运行的有效手段。
控制燃烧型NOx（不包括再燃烧）采用在燃烧初期限制氧气量，使燃料氮转变成氮气（N2）而不是一氧化氮（NO）。
然而，这会伴随燃烧效率降低、导致燃料成本增加、粉煤灰销售收入的损失和静电除尘器除尘效率的降低。
改进粉煤的细度和分配能降低灰含碳量而不使NOx排放量明显地增加。
同时，在正常运行范围内NOx的产生量基本上与过剩空气量成线性关系，而灰含碳量随着过剩空气量减少而快速增加。
不良的粉煤分配也将引起与安全有关的火焰稳定性的恶化，并加快了粉煤系统部件的腐蚀和粉煤在管道中沉积。
煤粉细度测定和控制的利益适合的煤粉细度，能使燃烧更充分，减少飞灰含碳量；增加对煤种的适应性；减少煤粉在炉膛内的燃烧时间，降低出口烟温；Ø增加制粉系统出力，增加磨煤机的储备，降低制粉电耗Ø稳定燃烧，均匀的一次风粉使燃烧火焰中心不偏斜，减少火焰偏斜造成的刷墙，减少炉膛的结焦；Ø合理的风煤配比，降低飞灰含碳量，提高飞灰的利用价值Ø通过在稳定运行的条件下降低风量，降低氮氧化物的排放.Ø降低制粉系统的（但是安全的）输送速度，减少一次风风量，提高制粉系统出力300MW锅炉机组燃烧调整及优化孙见生（国电宣威发电有限责任公司发电部）[摘要]本文叙述了国电宣威发电有限责任公司锅炉运行中出现的问题，针对出现的问题进行了分析并采取了措施，对取得的成果进行分析总结。
浅谈煤的成分及特性对锅炉燃烧的影响
浅谈煤的成分及特性对锅炉燃烧的影响摘要：随着煤炭价格的一路上涨，火电厂的发电成本日益增高，很多发电企业甚至都面临着亏损，煤质的好坏对火力发电企业的影响越来越重要。
此外，面对严峻复杂的内外部形势，做好能源保供工作尤为重要，为了确保发电机组的安全稳定运行，就必须探讨煤中不同的成分及煤的特性对锅炉燃烧的影响，让运行人员根据煤质的不同及时进行调整，为保供工作筑牢安全基础。
已经发现，煤中的某些典型成分对锅炉正常工作有负面影响，同时，研究煤中不同的成分及煤的特性对燃烧设备的影响还能延长设备使用寿命，保证发电机组的稳定经济运行。
关键词：煤的成分；燃烧设备；硫分；灰分1硫分对锅炉燃烧的影响煤中硫包括可燃硫和不燃硫，两者之和称为全硫。
煤中的硫燃烧产生二氧化硫和三氧化硫，它们与水蒸气化合生成亚硫酸和硫酸蒸汽，如果硫酸蒸汽在锅炉的低温烟道内，受到低温壁面的影响，使硫酸蒸汽降低到酸露点温度以下，此时，硫酸蒸汽就会凝结，硫酸液体就会对金属受热面产生腐蚀，这个过程就是低温腐蚀。
此外，硫分还会导致锅炉的高温腐蚀，煤在还原性气氛中（即煤的燃烧环境氧量不充分），硫将转变成硫化氢，硫化氢如果与金属表面接触，将会产生高温腐蚀。
煤中硫可以硫化铁即黄铁矿的形式存在，由于黄铁矿的莫氏硬度仅次于石英，为6至6.5，若黄铁矿的含量很高，就会导致煤质坚硬，煤质坚硬的煤进入制粉系统，就会导致制粉系统的电耗提升，坚硬的煤粉进入锅炉还会对锅炉的受热面产生磨损，同时也一定会导致磨煤设备的磨损。
此外，煤燃烧生成的二氧化硫和三氧化硫排出大气，在环境中进一步的转变成亚硫酸和硫酸，那么就会产生酸雨，会对环境造成污染，煤中硫每增加1%，燃用1t煤就多排放约20kg的二氧化硫气体。
烟气中的二氧化硫和三氧化硫含量升高，还会增加火力发电厂脱硫系统的运行费用，同时，对于变质程度较浅的煤，若含有较多的黄铁矿，就会由于黄铁矿受氧化放热而加剧煤的氧化自燃，不利于煤的存放。
2灰分对锅炉燃烧的影响灰分是煤在一定温度下，可燃物完全燃烧，矿物质发生一系列的分解、化合反应后的残留物。
不同煤质对煤粉燃烧器性能的影响分析
不同煤质对煤粉燃烧器性能的影响分析煤炭是世界上最重要的能源之一，其广泛应用于发电、制造和加工等领域。
煤粉燃烧器作为煤炭利用的关键设备，直接影响着煤炭的燃烧效率和环境污染排放。
不同煤质对煤粉燃烧器性能的影响是一个重要的研究领域。
本文将从煤质的碳含量、挥发分和灰分等方面来分析不同煤质对煤粉燃烧器性能的影响。
首先，煤质的碳含量是影响煤粉燃烧器性能的重要因素之一。
煤质的碳含量越高，煤炭的能量密度和燃烧热值就越高。
碳含量高的煤炭燃烧时产生的热量大，燃烧效率高，能够提供更多的热能。
因此，在使用高碳含量的煤质时，煤粉燃烧器的燃烧效率会明显提高，燃烧过程更加充分，产生的废气排放更少。
反之，低碳含量的煤炭燃烧时产生的热量较低，燃烧效率相对较低，且燃烧过程中可能会产生大量的烟尘和废气。
因此，在选择煤质时，要考虑煤炭的碳含量，选择高碳含量的煤质以提高煤粉燃烧器的燃烧效率和环境友好性。
其次，煤质的挥发分对煤粉燃烧器性能也有重要影响。
煤炭的挥发分是指在燃烧过程中容易挥发出去的部分，包括水分、揮发性有机物和气体。
挥发分高的煤质燃烧时产生的热量也相对较高，煤粉燃烧器能够充分利用这部分能量进行工作。
此外，挥发分高的煤质在燃烧过程中会产生较多的火焰和较高的火焰温度，从而提高了煤粉燃烧器的燃烧效率。
而挥发分低的煤炭燃烧时产生的热量较低，燃烧过程相对较不稳定，可能会产生火焰不稳定、爆燃等问题。
因此，在选择煤质时，要综合考虑煤炭的挥发分，选择挥发分适中的煤质以提高煤粉燃烧器的燃烧效率和稳定性。
最后，煤质的灰分也会对煤粉燃烧器的性能产生影响。
煤炭的灰分是指在燃烧过程中无法完全燃烧的无机物质，包括矿物质和残余的无机杂质。
灰分高的煤质在燃烧过程中会产生较多的灰渣，容易堵塞燃烧器的通道和降低燃烧效率。
同时，灰分还会降低煤质的燃烧热值，对环境产生不利影响。
因此，在选择煤质时，要考虑煤炭的灰分含量，选择灰分较低的煤质以提高煤粉燃烧器的燃烧效率和减少灰渣的产生。
分析煤粉细度对锅炉运行特性的影响
分析煤粉细度对锅炉运行特性的影响摘要：本文介绍了220吨高温高压自然循环煤粉锅炉数值模拟的部分结果。
采用专门开发的综合数学模型进行了仿真。
该模型的主要特点是三维几何、气体湍流模型、颗粒-湍流相互作用、颗粒扩散扩散模型，基于全局粒子动力学和实验获得动力学参数的六通量辐射模型和煤粉燃烧模型。
关键词：煤粉细度；锅炉运行特性；影响引言：对220吨高温高压自然循环煤粉锅炉在不同磨煤细度和煤质条件下的5种运行工况进行了模拟计算。
该模型成功地预测了烟气温度、炉壁辐射通量等参数对炉内过程和运行特性的影响。
预测的火焰温度和底灰中可燃物含量与实测值吻合较好。
该模型在研究和实践中都有不同的应用。
煤粉切圆燃烧炉在世界各地的发电中有着广泛的应用，因为它们的优点是：炉壁热流均匀，无热流，排放比其它烧结机低。
实验和模拟都需要对炉膛进行进一步的研究。
虽然大规模测量受到限制，但数值模拟提供了一个成本效益高、工程能力强的工具，补充了实验研究。
1.炉膛结构及操作条件的个案研究。
案例研究的锅炉单元是小机组，具有220吨高温高压自然循环煤粉锅炉炉底。
该机组额定蒸汽容量650 t/h，电气输出210 MW.该案例研究炉有六个喷射器，每个连接到一个磨煤机。
磨煤机在165℃处的煤粉-空气混合物通过8个矩形管道进入炉膛，而270℃处的二次空气则通过上述管道、中间和下方的管道注入。
全燃烧器入口处的烟道截面分别为(0.51x1.23)m和(6.5x1.23)m。
在固定条件下，考虑了案例炉的运行情况.预测了不同磨矿细度和煤质的五种运行工况。
对于煤田，RGO=48.4%，60%。
考虑了15%和73.85%的磨矿细度，R9o=73.85%。
R9o表示筛网间距为90μm的筛上残留率。
煤粒密度为1300 kg/m，对研究煤进行了近、极限分析，并给出了受热值和动力学参数，并对14%的含水率进行了煤粉成分的计算。
[1]2.数学模型与数值方法所建立的综合模型充分描述了现有几何中的三维流动、燃烧和传热，详细模拟了湍流与颗粒之间的相互作用，包括考虑的湍流和颗粒的化学动力学以及煤颗粒的实际粒径分布。
燃煤锅炉煤粉细度对锅炉经济性的影响
燃煤锅炉煤粉细度对锅炉经济性的影响【摘要】：燃煤锅炉煤粉细度是锅炉运行中非常重要的一个控制参数,它不仅影响炉内燃烧状况、锅炉飞灰可燃物及大渣含量，而且影响制粉系统的电耗和发电煤耗，对锅炉经济性产生较大影响。
目前，煤粉细度多是参照挥发分经验公式计算值控制。
而分离器挡板开度可以有效地控制煤粉细度的大小，在其他工况不变的情况下，分离器挡板开度大，煤粉细度大；分离器挡板开度小，煤粉细度小。
随着分离器挡板开度的变化，煤粉细度的大小随之变化，磨煤机电耗会发生相应的改变，发电煤耗也随之变化，本论文针对煤粉细度由小到大，不同制粉电耗和煤耗下对经济性影响的探讨。
关键词：电厂锅炉锅炉燃烧调整磨煤机制粉电耗煤粉细度锅炉经济性The influence of pulverized coal fineness on the economy of theboilerAbstract: coal fineness is a control parameter of the boiler operation is very important, it not only affects the combustion conditions in the furnace, boiler fly ash combustible slag content, but also affects the power consumption of the milling system, thus it has great influence on the economy of the boiler. Currently, the coal fineness many reference volatile empirical formula to calculate the value of the control. Click here to control the fineness of pulverized coal, some power plants able to control the boiler fly ash content, the incomplete combustion boiler solid loss of about 1%, while some power plant boiler fly ash content is still relatively high,especially nonflammable coal boiler, the boiler solid incomplete combustion loss more than 3%, and sometimes even up to 5%, a great influence on the economy of the unit. Tangshan Thermal Power Corporation changes the face of coal fly ash combustible difficult tocontrol, the boiler combustion adjust frequently, for this problem, we adjusted boiler combustion tests to identify the influence of pulverized coal fineness on the economy of the boiler .Keywords: power plant boiler ,boiler burning to adjust ,coal mill, fineness of pulverized coal, the economy of the boiler前言制粉系统调整试验是电站锅炉燃烧优化试验的重要部分,煤粉细度的合理选择对降低可燃物及降低机械不完全燃烧损失和提高锅炉燃烧经济性有重要意义。
煤粉颗粒粒度对煤质分析特性与燃烧特性的影响
文章编号:0253-9993(1999)06-0643-05煤粉颗粒粒度对煤质分析特性与燃烧特性的影响姜秀民1,李巨斌1,邱健荣2(1.东北电力学院,吉林 132012;2.华中理工大学,湖北武汉 430074)摘 要:采用Malvern 公司的马尔文粒度仪测量煤粉颗粒的平均粒度和粒度分布、及Leco 公司的M AC -500型工业分析仪测量煤粉的工业分析成分,对合山劣质烟煤、晋城贫煤的各4种不同粒径的细化和超细化煤样进行了试验研究,应用库仑滴定法测定了煤粉颗粒粒度对煤质全硫元素分析的影响.结果表明,煤粉颗粒粒度对煤质分析特性有很大的影响,并进一步影响煤粉的热解、着火、燃烧等特性.煤粉颗粒粒度是进行煤质分析与燃烧系统设计的重要物理参数.关键词:颗粒粒度;煤质分析特性;煤粉;燃烧特性中图分类号:TK224.1;TQ533 文献标识码:A 收稿日期:1999-07-06 基金项目:煤燃烧国家重点实验室开放基金(9803)与国家电力公司东北分公司电力工业重点科技基金(96HB -02)项目 目前,微细粒技术已被作为一种新兴的煤粉燃烧技术处于开发研究中.在我国目前的科技文献和工程实践活动中,人们习惯于将极细的粉体如10μm 以下直到亚微米的粉体称为“超细”粉体.在电站煤粉锅炉燃烧方面,把超细化煤粉定义为20μm 以下的煤粉.煤粉的物理结构参量主要包括颗粒粒度、几何形状、颗粒密度、比表面积、孔隙率和孔隙结构等.其中颗粒粒度是最基本的也是最重要的物理参数,它对煤粉颗粒的几何形状、颗粒密度、比表面积、孔隙率和孔隙结构等有重大影响.煤粉的物理结构是决定煤粉颗粒中质量、热量传递速率的重要因素,所以煤的物理结构很大程度上影响煤的着火、燃烧及燃尽等特性.笔者采用英国M alvern 公司的马尔文粒度仪较精确地测量了煤粉试样的平均颗粒粒度及其粒度分布,并结合物理特性参数对煤粉着火、燃烧及燃尽等特性的影响进行分析.还就不同颗粒粒度的煤粉试样在工业分析及全硫分析中表现出来的不同煤质分析特性进行了综合分析.1 试验设备及试验说明 将一定量的合山劣质烟煤与晋城贫煤经过洗涤、干燥、碾磨后制成分析基煤样,然后各取一定量的两表1 试验煤样的平均颗粒粒度Table 1 Average particle size of testing coal sample煤种平均粒径/μm 合山煤10.9023.9230.3557.40晋城煤19.3031.4548.8583.77种煤经过反复的研磨分别制成4种粒度不同的试验煤样.采用Malvern 公司的马尔文粒度仪测量煤粉颗粒的平均粒度和粒度分布,采用Leco 公司的M AC -500型工业分析仪测量煤粉的工业分析成分,对合山劣质烟煤、晋城贫煤的各4种不同粒径煤样进行了试验研究,还应用库仑滴定法测定了煤粉颗粒粒度对煤质全硫元素分析的影响,结果见表1.2 试验结果及分析2.1 颗粒粒度范围对粒度分布的影响 应用英国Malvern 公司的马尔文粒度仪测得晋城与合山两种经自然粉碎煤粉各4种不同粒度煤样的粒 第24卷第6期煤 炭 学 报Vol .24 No .6 1999年 12月JOURNA L OF CHINA COAL SOCIETYDec . 1999 度分布如图1所示.图1 晋城与合山煤的颗粒粒度分布F ig .1 Par ticle size distribution of Jincheng coal and Heshan coal(a )晋城煤;(b )合山煤 从图1看出:颗粒粒度较小的煤样有较窄的粒度分布.而较小颗粒有较好的反应性,并且更能够响应流体的运动[1].这就意味着通过煤粉的细化、超细化能够有效地改善煤粉的燃烧特性和炉膛内流动的不均匀性,从而完善煤粉锅炉的燃烧过程,有效地解决电站煤粉锅炉的稳燃问题及低负荷稳燃问题.这一点对于劣质煤和低挥发分煤尤为重要. 合山、晋城各煤样的着火温度(T i )如图2所示.本试验的对象是处于相对静态下的煤粉团,从图2图2 着火温度与颗粒粒度的关系Fig .2 Rela tio ns betw een ignition temperatureand par ticle size of testing coal sampley 1=426.11142-34.42107exp [-(x -19.3)/10.42052];y 2=436.13282-96.43714exp [-(x -10.9)/8.43147]可以明显看出,合山、晋城两种煤的4种煤样表现出相同的趋势,即随着煤样粒度的减小,其着火提前,T i 随之降低,尤其是合山(10.90μm )与晋城(19.30μm )两种超细化煤样的此种趋势更加明显.其原因是:煤粉的细化、超细化使得颗粒的比表面积大大增加,从而更加有利于挥发分的析出与煤颗粒的非均相着火.另外,在本文的试验设备和试验条件下,处于相对静态条件下的煤粉团表现出了与煤粉雾试验相近的着火特性. 笔者还对图2进行了曲线拟合,结果发现用一次指数函数y =y 0+ex p [-(x -x 0)/t ]对T i 与颗粒粒度的关系进行拟合,达到了非常好的拟合效果,其具体的拟合公式如图中y 1,y 2所示.从图2不难看出,煤粉的细化、超细化对合山煤着火特性的影响更大,而对晋城煤的影响虽然也很显著,但相对于合山煤而言则较小.其原因在于:合山煤的挥发分要高于晋城煤,所以在加温过程中合山煤中挥发分的析出更快,而挥发分的析出与着火对煤的着火特性起决定性作用,因此,合山煤着火特性受煤粉颗粒粒径的影响更大. 煤粉气流的着火温度也随着煤粉的细度而变化,煤粉颗粒越小,着火越容易.这是因为在同样的煤粉浓度下,煤粉越细,进行燃烧反应的表面积就会越大,而煤粉本身的热阻却减小,因而在加热时,细煤粉的温升速度要比粗煤粉快,这样就可以加快化学反应速度,更快地达到着火.由此可见,对于难着火的低挥发分煤,细化与超细化会强化它的着火过程.2.2 颗粒粒度对煤质工业分析的影响 采用Leco 公司的MAC -500型工业分析仪分别测定颗粒粒度不同煤样的各种成分见表2.644煤 炭 学 报1999年第24卷表2 煤样颗粒粒度对工业分析结果的影响Table 2 The influence of particle size on proximateanalysis of testing coal sample% 煤种粒度/μm W ad FC ad V ad A ad合山煤57.403.0331.4414.0751.4630.352.9531.0014.4951.5623.922.9130.8114.8551.4310.902.8229.6516.1151.42晋城煤83.773.0566.0610.8020.0948.852.8171.1011.3114.7831.452.5570.8311.6614.9619.302.6970.3811.7915.14 从对不同颗粒粒度煤样进行工业分析的结果可以看出:煤样颗粒粒度是进行煤样工业分析时不可忽视的一个重要参数,合山煤与晋城煤的各个分析成分都体现出与颗粒粒度的一定关系,这是颗粒粒度影响煤微观颗粒结构的一种宏观外在体现.从这个意义上说,煤粉颗粒粒度可以被视为煤粉的一个宏观的基本状态参数,从它入手可以构建全面的表征煤粉宏观特性与微观特性体系. 工业分析中挥发分的含量与煤粉燃烧特性息息相关,对于同一煤种而言,其与煤粉颗粒粒度图3 煤样挥发分随颗粒粒度的变化Fig .3 Volatile matter change with par ticlesize of testing coal sample 的关系如图3所示.从图3可以看出,随着煤粉的细化、超细化,煤粉的挥发分呈上升趋势,而且由于合山煤挥发分相对于晋城煤含量较高而且灰分含量大,经细化、超细化后物质解离程度更好,所以增加的趋势更为明显. 挥发分的含量多少是影响煤粉颗粒着火与燃烧特性的一个重要指标.煤粒的着火温度随挥发分的变化规律如图4所示,挥发分升高时,煤粉气流的着火温显著降低,着火热亦随之减小,因此,随着煤粉的细化、超细化,煤粉的挥发分含量升高,可有效地改善其着火与燃烧过程.挥发分对煤粉着火与燃烧过程的影响还表现在火焰传播速度上,如图5所示.在相同的气粉比条件下,挥发分升高,煤粉火炬中火焰传播速度显著提高,从而火焰的扩展条件改善,着火速度提高,燃烧的稳定性增强[2].图4 煤粒着火温度与挥发分的关系Fig .4 Relations between volatile matter and ig nition temperature of testing coalsample图5 挥发分对火焰传播速度的影响F ig .5 The influence of volatile ma tter onflame propagation rate2.3 颗粒粒度对煤质全硫元素分析的影响 笔者还应用库仑滴定法测定了煤粉颗粒粒度对煤质全硫元素分析的影响,结果如图6所示.以合山30.35μm 及晋城48.85μm 两个煤样为例,应用型号为Leco CHN 600元素分析仪测得C ,H ,N 三种元素,然后应用全硫分析仪测出S 元素的含量,O 元素的含量则由差减法得出.所得元素分析结果见表3.645第6期姜秀民等:煤粉颗粒粒度对煤质分析特性与燃烧特性的影响图6 合山与晋城煤颗粒粒度对全硫分析的影响Fig .6 T he influence of particle size on total sulfur analy sis of Heshan and Jincheng testing coal sample 表3 合山30.35μm 及晋城48.85μm 煤样的元素分析Table 3 Ultimate analysis of Heshan 30.35μm andJincheng 48.85μm testing coal sample% 煤 样 w (C ad )w (H a d )w (O ad )w (N ad )w (S ad )合山(30.35)33.451.974.640.644.79晋城(48.85)77.732.331.110.990.25 图6(a )为合山煤的全硫分析结果,本试验所选取的是合山高硫煤;图6(b )为晋城煤的全硫分析结果.可以看出,合山煤随着颗粒粒度的减小全硫分增加较大,而晋城煤则相对较小.以合山57.40μm 与合山10.90μm 为例,后者比前者的全硫分增加2.34%.可以说,由于合山煤中灰分含量高,经煤粉细化、超细化使得合山煤中含无机硫的矿物质有更大的解离度,所以全硫分析中硫元素的析出随着颗粒粒度的减小有较大程度的增加.3 结 论(1)经自然粉碎的煤粉,颗粒粒度较小的煤样有较窄的粒度分布.而较小颗粒有较好的反应性,并且更能够响应流体的运动,这就意味着通过煤粉的细化、超细化能够有效地改善煤粉的燃烧特性和炉膛内流动的不均匀性,从而完善煤粉锅炉的燃烧过程,有效地解决电站煤粉锅炉的稳燃问题及低负荷稳燃问题.这一点对于劣质煤和低挥发分煤尤为重要.(2)随着煤样粒度的减小,其着火提前,着火温度随之降低,尤其是两种超细化煤样此种趋势更加明显.煤粉的细化、超细化使得颗粒的比表面积大大增加,从而更加有利于挥发分的析出与煤颗粒的非均相着火.另外,在本文的试验设备和试验条件下,处于相对静态条件下的煤粉团表现出了与煤粉雾试验相近的着火特性.(3)煤粉经细化、超细化后物质解离程度更好,挥发分呈上升趋势.由于合山煤挥发分相对于晋城煤含量较高而且灰分含量大,所以增加的趋势更为明显.燃料性质中对煤粉着火过程影响最大的是挥发分含量,挥发分升高时,煤粉气流的着火温度显著降低,着火热亦随之减小,因此煤粉的细化、超细化,使煤粉的挥发分含量升高,可有效地改善其着火与燃烧过程.挥发分对煤粉着火与燃烧过程的影响还表现在火焰传播速度上,在相同的气粉比条件下,挥发分升高,煤粉火炬中火焰传播速度显著提高,从而火焰的扩展条件改善,着火速度提高,燃烧的稳定性增强.(4)随着煤粉的细化、超细化,煤中含无机硫的矿物质的解离度更大,所以全硫分析中硫元素的析出随着颗粒粒度的减小有所增加.(5)煤样颗粒粒度是进行煤样工业分析时不可忽视的一个重要参数,是影响煤微观颗粒结构的一种宏观外在体现,从它入手可以构建全面表征煤粉的宏观特性与微观特性体系.646煤 炭 学 报1999年第24卷参考文献:[1] 孙学信,陈建原.煤粉燃烧物理化学基础[M ].武汉:华中理工大学出版社,1991[2] 范从振.电厂锅炉原理[M ].北京:水利电力出版社,1984作者简介: 姜秀民(1956-),男,辽宁昌图人,教授,国际能源基金会国际顾问委员会委员.长期从事煤的清洁高效燃烧理论与技术的研究工作,在循环流化床燃烧理论与技术及油页岩、泥炭、低热值褐煤,生物质燃料的燃烧理论及应用研究方面取得了一系列成果.完成国家科技攻关项目2项,省部级重点科研项目及应用研究项目30余项.将科研成果应用于生产实践开发出的4种新型循环流化床锅炉获国家级节能产品证书.获省部级科技成果奖5项,国家发明与实用新型专利6项.在国内外公开发表学术论文60余篇.The influence of particle size on compositions analyzingand combustion characteristics of pulverized coalJIANG Xiu -min 1,LI Ju -bin 1,QI U Jian -rong2(1.Northeast Institute of Electric Power Engineer ing ,Jilin 132012,Ch ina ;2.Huaz hong University o f Science an d Technology ,Wuhan430074,C h ina )A bstract :Experimental investigation and theoretical analy zing has proved that there are great influence of parti -cle size on compositions analyzing characteristics ,and till further influence py roly sis ,ig nitability ,combustion and burnout characteristics .Pulverized coal particle size is a very im portant physical parameter fo r compositions analy zing characteristics and its combustion system design .Experimental investigatio ns are based on four differ -ent particle size coals taken from Heshan and Jincheng respectively ,their particle size analysis by M alvern grain structure analy sis apparatus ,their proximate analy sis by MAC -500meter ,their total surfer analysis by coulometry titration .Key words :particle size ;coal compositions analyzing characteristics ;pulverized coal ;combustio n characteristics647第6期姜秀民等:煤粉颗粒粒度对煤质分析特性与燃烧特性的影响。
煤质变化对锅炉燃烧影响及应对措施
煤质变化对锅炉燃烧影响及应对措施煤作为一种主要的能源，在国民经济中的地位十分重要。
然而，煤质的差异，不仅影响其燃烧效率，更会影响灰渣形成、废气排放等方面，对于锅炉行业来说更是存在较大影响。
本文将从煤质变化对锅炉燃烧的影响和应对措施两方面进行简要阐述。
一、煤质变化对锅炉燃烧的影响煤质的变化会对锅炉的燃烧过程产生如下影响：1. 热值变化。
不同品种、不同煤区的煤质热值存在差异，导致锅炉燃烧稳定性和燃烬率发生变化。
2. 挥发分变化。
挥发分含量直接影响煤的易燃性，变化会对锅炉稳定运行产生影响。
3. 硫分变化。
硫分在煤燃烧中会生成SO2排放，因此，硫分变化会直接影响锅炉的环保达标情况。
4. 水分变化。
水分的变化关系到锅炉的热效率，燃烧温度的控制等多个因素。
5. 灰分变化。
灰分含量的变化会影响灰渣的生成量，在灰化飞灰技术应用的锅炉中更需要重视。
二、应对措施1. 优化设计。
针对不同煤种煤质特点，优化设计锅炉燃烧系统和省煤器配置，利用尽可能多的可用煤种，达到最佳效益。
2. 分级燃烧。
对于煤质变化特别明显的煤种，可实行分级燃烧，通过配合燃烧，优化煤质的燃烧效率及环保指标。
3. 加强调节。
通过调节锅炉技术参数，如燃烧温度、氧气含量、空气过量系数及灰分控制等参数，减缓煤质变化对锅炉燃烧的影响，保证锅炉稳定运行。
4. 连续分析。
及时检验煤质变化的情况，对于煤质突变现象，及时调整锅炉的运行方式及应对措施。
结语煤质的变化对于锅炉燃烧有着不确定性的影响因素，调整选用适合的煤种，根据煤质的变化，进行相应的应对措施，可有效地保证锅炉的高效率稳定燃烧。
制粉系统运行方式对锅炉燃烧的影响
制粉系统运行方式对锅炉燃烧的影响
制粉系统的运行方式会直接影响锅炉燃烧的效果和运行稳定性。
制粉系统通常由磨煤机、粉尘回收系统以及供粉系统等组成，其主要功能是将煤粉进行研磨和输送，以满足锅炉燃烧的需要。
以下是制粉系统运行方式对锅炉燃烧的影响的一些方面。
制粉系统的运行方式会直接影响到煤粉的粒度和质量。
煤粉的粒度是影响燃烧效果的重要因素之一，过粗或过细的粒度都会影响到煤粉的燃烧性能。
制粉系统的运行方式决定了煤粉在制粉过程中的研磨程度，不同的运行方式可能导致不同的煤粉粒度分布，从而影响到锅炉燃烧的效果。
制粉系统的运行方式还会影响到煤粉的稳定性。
在制粉和输送的过程中，煤粉可能会出现堵塞、积灰等问题，如果制粉系统的运行方式不合理，这些问题可能会更加严重。
堵塞和积灰会导致供粉系统的阻力增加，从而影响到正常的煤粉供应，进而影响到锅炉的燃烧稳定性。
制粉系统的运行方式对锅炉燃烧的影响是多方面的。
不仅会直接影响煤粉的粒度、质量、稳定性和均匀性等燃烧性能指标，还可能影响到煤粉的含尘量和质量。
在设计和运行制粉系统时，需要考虑到锅炉燃烧的需求，以保证煤粉的质量和燃烧效果。
煤粉细度与浓度对燃烧的影响
煤粉细度与煤粉浓度对锅炉燃烧的影响黄子涵10106030548 能动学院动力机械摘要：中国是目前世界上最大的煤炭生产国和消费国，也是世界上以煤为主要能源的大国，而且这种能源结构在今后相当长的时期内不会改变。
我国现行煤炭资源的利用和转换有80％是通过燃烧而直接消耗并带来严重污染，因而如何提高煤的燃烧效率，研究煤粉的燃尽特性，找出影响燃尽效果的因素及改善煤燃尽性能的措施，对于燃用煤粉的燃烧设备来说，减少不完全燃烧损失，提高其燃烧效率将是十分有意义的。
本文就主要讨论了煤粉细度与煤粉浓度对锅炉燃烧的影响，找出影响燃尽效果的因素及改善没燃尽性能的措施.关键词：煤粉细度，煤粉浓度，燃尽率Abstract：China is the world's largest coal producer and consumer of coal as the world's major energy power, and this energy structure for a long period of time will not change. China's current coal resource use and conversion of 80% is directly consumed by burning and cause serious pollution, and thus how to improve the efficiency of coal combustion, the burn of coal characteristics to identify factors that affect the effectiveness and improve the burn coal burn performance measures for burning pulverized coal burning equipment, reducing the loss of incomplete combustion, improved combustion efficiency will be very meaningful. This article focuses on the fineness of pulverized coal and pulverized coal combustion of concentration on the boiler, to identify factors that influence the effect of burn did not burn and improved performance measures.Key words：Fineness of pulverized coal, pulverized coal concentration, burn rate中国是目前世界上最大的煤炭生产国和消费国，也是世界上以煤为主要能源的大国，而且这种能源结构在今后相当长的时期内不会改变。
煤粉燃烧器的煤粉粒度对燃烧性能的影响分析
煤粉燃烧器的煤粉粒度对燃烧性能的影响分析近年来，煤粉燃烧技术在能源利用领域得到了广泛应用。
煤粉燃烧器作为燃烧系统的核心部件，其煤粉粒度对燃烧性能的影响成为了研究的热点。
本文将分析煤粉粒度对煤粉燃烧器燃烧性能的影响，并探讨如何优化煤粉粒度以提高燃烧效率和降低环境污染。
首先，煤粉粒度对燃烧器的燃烧稳定性有着重要影响。
适当的煤粉粒度可以确保煤粉在燃烧过程中充分混合、均匀燃烧，减少燃烧过程中的不完全燃烧和积灰现象。
当煤粉粒度过细时，容易导致粉尘爆炸、火焰不稳定等问题；而煤粉粒度过大则会影响燃烧器的燃烧效率和燃烧稳定性。
因此，选择适当的煤粉粒度是保证燃烧器正常运行和燃烧效率的重要因素。
其次，煤粉粒度对煤粉燃烧器的燃烧效率和热负荷能力也有显著影响。
较粗的煤粉粒度利于燃烧空气的混合和进一步燃烧，从而提高燃烧效率；而较细的煤粉粒度则能增加燃料表面积，使燃料与氧气更充分接触，提高燃烧速度。
因此，在不同的应用场景下，选择适当的煤粉粒度可以实现更高的燃烧效率和热负荷能力。
此外，煤粉粒度还影响着煤粉燃烧过程中的NOx（氮氧化物）生成。
煤粉粒度过粗会导致反应区域减小，氮氧化物的生成量减少；而煤粉粒度过细会增加燃料表面积，增加反应区域，使氮氧化物的生成量增加。
因此，优化煤粉粒度可以在一定程度上控制煤粉燃烧过程中氮氧化物的生成，降低对环境的污染。
在实际应用中，如何选择合适的煤粉粒度以发挥煤粉燃烧器的最佳性能是一个关键问题。
首先，应根据煤粉燃烧器的类型和设计要求确定适宜的煤粉粒度范围。
一般而言，对于进口式煤粉燃烧器，煤粉粒度一般控制在70-200目之间；而对于直流式煤粉燃烧器，煤粉粒度一般控制在200-325目之间。
其次，应结合煤炭的特性和燃烧需求，选取合适的煤炭粒度分布，以确保煤粉燃烧稳定、高效。
除了选择合适的煤粉粒度，还可以通过煤粉粒度调节技术实现煤粉燃烧性能的优化。
传统的煤粉粒度控制技术主要包括磨煤机调整、煤粉分级和粉煤机旋转速率的调节等方法。
煤质变化对锅炉燃烧影响及应对措施(正式)
编订：__________________单位：__________________时间：__________________煤质变化对锅炉燃烧影响及应对措施(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号：KG-AO-8703-65 煤质变化对锅炉燃烧影响及应对措施(正式)使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。
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概述：近年来由于煤炭行业矿难频发，国家对煤矿的整顿进一步加大力度，克拉玛依周边小煤矿被全部关停，导致供热公司的煤碳供应日趋紧张，公司的煤源由以前单一的和丰煤矿转向为以和丰、铁厂沟、大红沟等为主的煤矿，煤炭质量较以往有很大的变化，煤种杂、煤质差，引发了各供热车间司炉工劳动强度明显加大，锅炉及辅助设备故障明显增加，职工工作环境有所恶化，环境保护工作难度明显突出，更有甚造成锅炉燃烧运行困难，锅炉出口温度不能达标，严重影响了城市居民的正常供热。
1煤碳的燃烧过程：煤从进入炉膛到燃烧完毕，一般经历四个阶段：水分蒸发，当温度达到105℃左右时，水分全部被蒸发；挥发物着火阶段，煤不断吸收热量后，温度继续上升，挥发物随之析出，当温度达到着火点时，挥发物开始燃烧。
挥发物燃烧速度快，一般只为煤整个燃烧时间的1/10左右；焦碳燃烧阶段，煤中的挥发物着火燃烧后，余下的碳和灰组成的固体物便是焦碳。
此时焦碳温度上升很快，固定碳剧烈燃烧，放出大量的热量。
煤粉细度对燃烧特性影响的实验研究
煤种
冷水江煤
斗笠山煤
细度 目
100
140
160
200
100
140
160
200
可燃性指数 Cb ×10 -6 稳燃性指数 G ×10 -6
3 .38 2 .985
3 .649 3 .21
3 .968 3 .464
4.169 3.690
1 .855 1 .624
3 .257 2 .876
3 .878 3 .294
2 煤样的热重分析
速率为 20 ℃ min , 在空气气氛下进行 。 试样质量为
试验煤样的工业分析及元素分析示于表 1 。
表 1 试验煤种的工业分析及元素分析成分
Tab .1 Industrial analysis and component analysis of the tested coal categories
56
126
700
100
487
0 .44 556
85
135
701
140
483
0 .76 547
101
156
698
160
479
0 .89 564
93
152
698
200
468
0 .96 553
50
114
694
dt)max 下对应的温度 T max 不同 , Ti 随煤变细而降低 。
Ti 的大小反映了煤种的着火性能或煤种活化能的
图 3 着火点确定法示意图 Fig 3 Illustrated determinat ion of an ignition point
根据实验结果可以得出 :不同煤种和细度其着 火温度 Ti 、燃烧峰的最大失重率及最大失重率(dw
探讨煤粉细度对锅炉运行的影响
探讨煤粉细度对锅炉运行的影响摘要：针对大型燃煤火力发电机组而言，提高锅炉燃烧效率，降低锅炉飞灰可燃物损失一直是所追求的目标。
严格控制合理的煤粉细度是解决锅炉损失的有效途径，一般不考虑磨煤电耗和金属损耗的情况下，煤粉细度越细，煤粉在炉膛着火提前，燃烧越充分，但煤粉细度不能控制过细，容易导致制粉过程成本的增加，因此控制最佳的煤粉细度是其中的关键。
关键词：机械不完全燃烧损失煤粉细度飞灰可燃物磨煤电耗一、简述京能五间房一期项目是以燃烧褐煤为基础的大型火力发电机组，项目设计初衷本着追求环保、低碳、高效、节能的理念，设计煤源主要来自于五公里外的煤矿，锅炉采用北京巴威前后墙对冲锅炉，前墙三层后墙四层燃烧器，配置七台中速辊式磨煤机，出口设置有静态分离挡板，最大通风量为45.951 kg/s，磨煤机单位磨损率（磨损后期保证出力下）4-6g/t，设计煤粉细度R90=35%，出口煤粉管道安装煤粉取样装置，以满足煤粉水分、细度的分析，为锅炉燃烧提供有效的数据。
二、煤粉细度及最佳煤粉细度定义煤粉细度一般指的是试验时留在筛子上的煤粉占试验煤粉的比例，筛子孔径不变的话，留在上面的越多，细度越大，煤粉越粗。
也可通过筛子的煤粉基与总煤粉量的百分比表示。
如下公式：Rx=a/(a+b) Rx—煤粉细度， %；a—留在筛面上煤粉，b—通过筛孔落下的煤粉。
煤粉过细，煤粉进入炉膛更容易着火、燃烧更完全、飞灰含碳量降低、降低了烟道二次燃烧的可能性，炉膛火焰中心相对降低、锅炉炉效相对升高。
但是过度的提高煤粉细度，磨煤机内循环煤量增加，煤粉在磨煤机内停留时间增加，研磨部件磨损增大，增加维护量。
因此不宜控制过细的煤粉细度，我一般把机械不完全燃烧损失q4、排烟损失q2，磨煤电耗qN、金属磨损qm三相之和最小时所对应的煤粉细度称作最佳煤粉细度R90，即：q4+ q2+qN+qm最小时对应的煤粉细度，通常使用经验公式及相关示意图如下：R90=0.5nVd+4，其中：R90—最佳煤粉细度n—均匀性指数，Vd—干燥无灰基挥发分。
浅析煤粉细度对W火焰炉水冷壁热负荷的影响
浅析煤粉细度对W火焰炉水冷壁热负荷的影响发表时间：2020-12-03T12:35:57.293Z 来源：《科学与技术》2020年第21期作者：蔡旭东[导读] 本文根据W火焰炉的实际结构，阐述煤粉细度对其带来的影响作简要的概述。
蔡旭东四川广安发电有限责任公司四川广安 638000摘要：本文根据W火焰炉的实际结构，阐述煤粉细度对其带来的影响作简要的概述。
前言：煤粉的粗细直接关系到磨煤机电耗、着火距离，炉内燃烧的好坏，不完全燃烧损失等等各项因素，煤粉越细，燃烧越好，不完全燃烧损失越小，但是对于磨煤机而言，煤粉越细，磨煤机电耗越高，增加电厂的厂用电率，所以我们在平时运行中应综合这对矛盾，维持经济煤粉细度运行。
关键词：飞灰含量；挥发分；经济细度；热负荷一、W形火焰燃烧方式的特点为使低挥发分的无烟煤、贫煤稳定着火和燃烧，就要在着火区保持高温，加速着火，并有足够长的燃烧行程，以利燃尽。
因此，在燃烧室顶部布置燃烧器的W形火焰燃烧方式，符合这些要求而被采用。
采用W形火焰燃烧方式的固态排渣煤粉炉是美国的福斯特、惠勒公司(FW)首创，脱胎于早期的U形火焰燃烧方式，故又称双U形火焰燃烧方式。
由于W形火焰燃烧方式有许多特点，适合于低挥发分煤的燃烧，许多国家都采用这种燃烧方式来燃用劣质烟煤、贫煤和无烟煤。
W形火焰燃烧方式的主要特点如下1、W形火焰燃烧方式的燃烧中心就在煤粉喷嘴出口附近，煤粉喷出后就直接受到高温烟气的加热，可以提高火焰根部的温度水平，前后拱型炉墙的辐射传热也提供了部分着火热又在着火区敷设了燃烧带，这都有利于低挥发分煤的着火和燃烧。
2、空气可以沿着火焰行程逐步加入，易于实现分级配风，分段燃烧，这不但有利于低挥发煤的着火、燃烧，还可以控制较低的过量空气系数及较低的NO生成量。
3、W形火焰燃烧方式在炉膛内的火焰行程较长，亦即增加了煤粉在炉内的停留时间，有利于低挥发分煤的燃尽。
4、火焰在下部着火炉膛底部转弯180°向上流动时，可使烟气中部分飞灰分离出来，减少了烟气中的飞灰含量。
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第32卷2004年 第2期4 月燃 料 化 学 学 报JOURNAL OF FUE L CHEMISTRY AND TECHNOLOGYVol 132 No 12Apr 1 2004文章编号:025322409(2004)022******* 收稿日期:2003204215;修回日期:2003212203 基金项目:国家重点基础研究项目(G 2001C B409600);国家自然科学基金(50206018);国家高技术研究发展计划(2002AA527053) 作者简介:周 昊(19732),男,江苏吴江人,副教授,工程热物理专业,主要研究煤的高效低污染燃烧技术。
E 2m ail :zh ouhao @cm 煤种及煤粉细度对炉内再燃过程脱硝和燃尽特性的影响周 昊,邱坤赞,王智化,翁安心,岑可法,樊建人(浙江大学热能工程研究所,能源洁净利用与环境工程教育部重点实验室,浙江杭州 310027)摘 要:煤粉再燃技术是目前电站锅炉降低NO x 排放的一种有效技术。
本文在一维沉降炉上进行了不同煤种、不同煤粉细度的煤粉再燃脱硝降低NO x 排放的试验研究。
试验结果表明:高挥发分的煤种在再燃降低NO x 时的效果更显著。
对于同一煤种,采用细度更细的煤,合适的再燃区停留时间,可以获得高的降低NO x 排放效果,并可使煤粉的燃尽率达到90%左右。
本文还采用最小燃尽高度的方法探讨了再燃过程中煤粉细度的选择方法,分析得出,为使再燃区的煤粉能完全燃烧,充分发挥还原NO x 的效果,必须采用细粉或者超细粉。
关键词:煤粉再燃;NO x 还原;细度;最小燃尽高度中图分类号:TK 222 文献标识码:A 在燃料燃烧过程中,NO x 污染气体的排放的控制越来越受到重视[1,2]。
在炉内降低NO x 排放的诸多方法中,燃料再燃是非常有效的措施之一。
研究者的大量研究结果表明,燃料再燃可使NO x 的排放量降低50%以上[3～5]。
煤粉作为再燃燃料具有使用方便和经济的优点,但煤粉再燃也可能带来飞灰含碳量增加等问题。
如何选择合适的再燃煤种、煤粉细度及再燃工况是煤粉再燃技术中关心的问题。
1 试验装置和试验方法煤粉再燃脱硝试验在一维沉降炉上进行的,试验台架见图1。
主炉恒温段长度1m ,炉膛内径50mm ,炉温自动控制。
液化石油气和空气在多孔介质燃烧器中燃烧生成模拟烟气,在空气中混入部分氨气进入多孔燃烧器燃烧以生成具有一定浓度NO x 的模拟烟气。
模拟烟气经烟气喷口送入炉膛,再燃燃料从燃料喷口送入炉膛,实现再燃脱硝试验。
采用多孔介质燃烧器燃烧强烈而且稳定,不会发生预混或扩散气体火焰易发生的燃烧不稳定,易灭火等问题,方便实现模拟烟气中含氧量和NO x 浓度的控制,相比于采用气体钢瓶配气系统,不需控制很多配气阀门,且生成的模拟烟气各气体组分之间的比例符合实际。
调节模拟烟气含氧量等参数时,只需调节送入燃料和空气量即可,简化了试验过程。
试验中对氨气在多孔介质燃烧器中转化为NO x 的比例进行了测试,结果表明多孔介质燃烧器后基本无氨气泄漏,这是由于多孔介质燃烧器内燃烧温度高,燃烧通道曲折而且形成微小的多孔燃烧,从而大大增加了燃烧强度和稳定性,使NH 3的氧化反应进行得非常完全。
图1 煤粉再燃试验台架示意图Figure 1 Schematic diagram of the coal reburning testing facility 1—gas analyzer ;2—sucking pum p ;3—s olid sam pler ;4—sam 2pling probe ;5—therm ocouple ;6—furnace tube ;7—S iC tub ;8—insulation;9—coal feeder ;10—mixer ;11—primary air tube ;12—secondary air tube ;13—flow meter ;14—valve ;15—water extractor ;16—cooling tube ;17—pum ping line ;18—porous media burner ; 19—mixer ; 20—NH 3cylinder ;21—liquid petroleum gas cylinder ; 22—air com press or ;23—flashback chamber采用水冷探针对沉降炉沿程的烟气成分进行分析,并在线监测炉膛出口的烟气组分,炉膛出口同时设置飞灰分离装置,以获得飞灰样品以测试再燃燃料的燃尽率。
试验过程中所有测量得到的气体组分浓度都折算到6%含氧量。
采用四种不同煤化程度的煤作为再燃燃料,四种煤涵盖了无烟煤,贫煤和烟煤。
无烟煤选用晋城表1 再燃煤种特性T able 1 Characteristics of the reburn coalSam ples Proximate analysis w ad Π%MAVFCUltimate analysis w ad Π%C H N S t O Huainan 0.6929.6525.4544.2160.74 3.82 1.130.35 3.62Y anzhou 1.4522.9429.5146.1063.86 4.36 1.130.58 5.68Zhengzhou 0.5623.6514.1161.6867.00 3.86 1.300.72 2.91Jincheng0.5222.167.3270.068.983.021.090.433.80煤,贫煤选用郑州煤,烟煤则选取了淮南煤和兖州煤作为代表煤种。
具体的煤种工业分析和元素分析可见表1。
2 试验结果及分析2.1 煤种的影响 图2给出了不同煤种在相同工况下脱硝率的比较。
试验工况为:炉膛温度为1200℃、煤种细度均为80μm 、过量空气系数α为1、NO x 初始值为500×10-6左右。
由图可见,随再燃燃料减少,四种煤的脱硝率都逐渐减小。
但是在相同的试验工况下,不同煤种还原NO x 效果是不同的。
NO 还原能力的大小顺序依次是兖州煤>淮南煤>郑州煤>晋城煤。
图2 不同煤种的再燃效果比较Figure 2 E ffects of coal rank (1)Y anzhou coal ;(2)Huainan coal ;(3)Zhengzhou coal ;(4)Jincheng coal 煤粉作为再燃燃料,挥发分的多少对NO 的均相还原有重要影响。
在煤的挥发分中碳氢化合物(CH ,CH 2,CH 4)和含氮组分(HC N ,NH 3)等在贫氧时都能有效的还原NO 。
其中,CH i 根对NO 的还原作用是主导作用。
煤的挥发分在热解时将析出大量的碳氢化合物,产生大量的CH i 基团,挥发分含量越高,则CH i 基团越多,NO 的还原效果也将越好,从表1煤种的工业分析和元素分析中可知这四种煤的挥发分依次是兖州煤>淮南煤>郑州煤>晋城煤。
由煤的异相还原的机理可知[6],煤焦的比表面积在NO 的异相还原中也起着重要的作用。
挥发分高的褐煤和烟煤在挥发分析出后通常煤焦的比表面积大于贫煤和无烟煤,因此NO 的还原效果也越好。
表2对不同煤种相同工况下(炉膛温度1200℃、煤种细度80μm 、过量空气系数α=1、再燃燃料所占比例为20%、NO x 初始值为500×10-6左右)的燃烬率进行了分析比较,四种煤燃烬率依次分别为淮南煤93.58%>兖州煤93.09%>郑州煤88.88%>晋城煤86.14%,基本上和煤种挥发分高低一致。
由于淮南煤的固定碳比兖州煤略低,在同工况下燃烬率略高。
煤灰的化学组成成分不同,对再燃效果也有一定影响,主要表现为煤灰成分对再燃反应过程有一定催化作用,而煤灰中的碱性成分可吸收HC N ,而酸性成分可吸收NH 3,从而影响再燃效果。
煤灰成分对再燃过程的影响比较复杂,本文限于篇幅不作深入探讨,表2列出了各再燃燃料的煤灰组分。
表2 不同煤种试验灰分分析T able 2 Ash analysis for different coals reburning in same conditionSam ple Fe 2O 3w Π%MgO w Π%CaO w Π%T iO 2w Π%Al 2O 3w Π%S iO 2w Π%Carbon content in fly ash w Π%Burnout ratio w Π%Huainan 13.690.997.12 1.1426.8846.43 3.9093.58Y anzhou 5.070.75 2.53 1.7338.5050.26 4.4293.08Zhengzhou 7.08 1.14 4.45 1.2328.9648.337.4588.88Jincheng12.501.285.531.2620.5446.709.5686.147412期周 昊等:煤种及煤粉细度对炉内再燃过程脱硝和燃尽特性的影响2.2 煤粉细度的影响 图3给出了淮南烟煤细度的变化对脱硝率的影响(炉膛温度1200℃,α=1,再燃燃料比例20%,NO x 初始值500×10-6)。
由图可见随煤粉变细,脱硝率逐渐增加。
细度越细,煤粉的燃烧速率增加,由于O 2的加速消耗,颗粒表面附近的氧分压力降低较快。
煤粉燃烧过程碳颗粒表面的还原气氛加强,还原反应更加充分。
粒径从20μm 到80μm ,还原效率从40%降到了27%。
对再燃燃料比例占20%时的试验工况进行尾部抽样灰分分析,随着煤粉粒径的增大,燃尽率依次为93.86%>93.68%>93.58%,可见随细度的变粗燃尽率减小,但对于燃尽性能较好的烟煤,燃尽率受细度影响相对较小。
图3 煤粉细度对再燃脱硝率的影响Figure 3 E ffects of coal fineness on reburning performance图4 停留时间对再燃脱硝率的影响Figure 4 E ffects of residual time on reburning per formance(1)t =1.4s ;(2)t =1.2s ;(3)t =1.0s ;(4)t =0.8s2.3 停留时间及再燃区燃尽高度的影响 图4给出不同停留时间对脱硝率的影响曲线。
从图中可以看出,淮南煤随着再燃区停留时间的增加,NO x 的降低显著增加。
再燃燃料投入位置的选择对NO x 的还原效果和锅炉燃烧效率影响较大。
不同的喷入位置所形成的燃烧环境不同,燃料在炉内的停留时间不同,所取得的效果也不同。
通常所选择的位置应该温度相对比较高,可以形成微还原性气氛,并且能够保证有足够的反应停留时间。