第三讲配煤

第三节
动力配煤技术
4、层燃方式的工业锅炉对煤质的要求： （6）粒度 层燃锅炉燃烧不分级的原煤不利。由于其 大小颗粒紧密结合，不易通风，不易着火， 辐射热也达不到深处，通风阻力增大，影 响锅炉稳定燃烧和运行； 入炉煤的最大粒度不应超过30mm，<6mm 的粉煤不应超过30%，<0.2mm的煤粉不应 超过2.5%。
第三节
动力配煤技术
1、室式悬浮燃烧 例如电站的煤粉炉， 要求煤粉磨的很细 （20~50μm），对煤 质要求不太严格，这类 锅炉需煤量大，炉型设 计针对性强，燃煤多是 定点供应，一般不需采 用动力配煤。
图3-5 室式悬浮燃烧 1—一次风入口；2— 二次风入口；3—喷燃 器；4—水冷壁
第三节
2、沸腾燃烧
第三节
动力配煤技术
五、动力煤分级配煤技术： 特点：动力煤分级配煤技术是将分级与配 煤相结合，首先将原料煤按粒度分级，分 成粉煤和粒煤，然后根据配煤理论，将各 粉煤按比例混合配制成粉煤配煤燃料，将 各粒煤配制成粒煤配煤燃料，不仅能配制 出热值、挥发分、硫分、灰分、灰熔融温 度等煤质指标稳定的符合锅炉燃烧要求的 燃料，而且生产出了适合于不同类型锅炉 燃烧的粉煤和粒煤燃料。
第三节
动力配煤技术
• 七、动力配煤的优化配制和标准化 1、动力配煤的原则
4）要注意延长锅炉寿命和保护环境，配煤中的硫分要控 制合适的界限； 5）要充分考虑尽量缩短煤炭运输距离，就近找煤，以缓 解运输紧张局面； 6）配煤品种要尽可能地少些，以简化配煤工艺，降低配 煤成本。
第三节
动力配煤技术
• 七、动力配煤的优化配制和标准化
第六节
动力配煤与型煤技术
4、层燃方式的工业锅炉对煤质的要求： （2）灰分 由于灰分在煤燃烧时因分解吸热使煤难于 着火和使炉温降低，灰分在燃烧过程中还 能形成灰壳，使煤难以燃尽，因此燃烧高 灰煤时，锅炉的热效率普遍降低。 当灰分过低时，在燃烧过程中又可能因剩 下的灰渣难以覆盖炉排，以至烧坏炉排而 影响锅炉的正常运行。
第三节
动力配煤技术
2、动力配煤的作用和意义 ① 在满足燃煤设备对煤质要求的前提下，采用 动力配煤技术可最大限度利用低值煤，或充 分利用当地煤炭资源； ② 保证燃煤特性与用煤设备设计参数相匹配， 提高设备热效率，节约煤炭； ③ 通过“均质化”来保证燃煤质量的稳定，保 证用煤设备正常、高效运行； ④ 按不同地区对大气环境、水质要求，将不同 品质煤相互配合，最大限度满足环保要求。
第三节
动力配煤技术
• 七、动力配煤的优化配制和标准化 1、动力配煤的原则
1）生产的配煤必须满足工业锅炉的基本要求使煤质与锅炉 特点相适应，并能保证配煤质量有相对的稳定性； 2）配煤要有利于提高锅炉热效率，保证锅炉的正常出力，以 节约煤炭； 3）本着节约优质煤的原则，在配煤中要尽量扩大 低质煤的比例，做到物尽其用；
Ai ≤
T
j 1
n
ij
X j ≤Bi
2）配煤计划期间，资源短缺的单煤配比不能大于它 占配煤计划量之比
Xj≤Hj/S 3）∑Xi=100%
2、确定目标函数： 1）追求成本最低
minZ C j X j
j 1
n
2）追求低质煤配比最大
MaxZ=Xj
3）追求优质煤配比最小
MinZ=Xj
第三节
第三节
动力配煤技术
图3-4
动力配煤流程图
第三节
动力配煤技术
三、工业锅炉对煤质的要求 现代工业锅炉燃烧方式各异，设计制造差 异甚大，不同的燃烧方式对煤质也有不同的 技术要求。锅炉燃烧方式主要分为室式悬浮 燃烧、沸腾燃烧和层状燃烧三大类。 1、室式悬浮燃烧 室式悬浮燃烧是指燃料在无炉排的火室内 悬浮燃烧方式，这种燃烧方式只能燃用煤粉 或液体和气体燃料，燃烧时，燃料以空气为 载体，从喷嘴喷入火室内燃烧，如煤粉炉、 油炉、气炉等都属于这种方式。
动力配煤技术
概念：沸腾燃烧是将燃料布置在布风板（即流化 床）上，由强风吹到沸腾状态下的燃烧方式。 特点1：这种燃烧方式主要用于燃用低质煤，它 可以单独烧用高灰煤、低挥发分、低热值和水分 较高的劣质煤和煤矸石； 特点2：由于这种燃烧方式可在燃煤中加入脱硫 剂（如石灰石等），使煤中硫固定在灰渣中起到 脱硫效果，故高硫煤也可使用； 特点3：该燃烧方式所用的煤多为低质煤，但要 破碎到8mm以下才能使用，一般也不需要配煤。
第二节、配煤分类
• 按照用途分类：
动力配煤 炼焦配煤
第三节
动力配煤技术
一、动力配煤 我国煤炭大约有1/3用于工业锅炉与 民用，如何降低这一量大面广的燃煤 污染问题，我国洁净煤技术必须面对 的问题。 配煤技术和型煤技术就是两种典型 的适用于中小型煤炭用户的洁净煤技 术。
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第三节
动力配煤技术
二、动力配煤技术和意义 1、概念：从炼焦配煤的概念得到启发，对 动力用煤也可用几种不同性质的煤进行混 合而得到一定特性的燃料煤，这种根据工 业锅炉对煤质的特定要求，将几种不同性 质的单煤种，按一定比例进行配合而得到 一种对锅炉燃烧最有利的燃料煤，就称为 动力配煤。
第三节
动力配煤技术
4、层燃方式的工业锅炉对煤质的要求： （5）发热量 相反如果锅炉是按照低热值煤设计的，而 使用的是高热值煤，这样锅炉的冷水系统 不能把热迅速带走，就会使炉膛温度过高， 甚至造成结焦、结渣或烧坏锅炉，影响锅 炉正常运行； 一般工业锅炉使用煤炭的发热量以 14.63~23.00MJ/kg（3500~5500kcal/kg） 较为合适。
第三节
动力配煤技术
五、动力煤分级配煤技术： 在实际生产中，根据配煤场地和配煤量的 大小、机械化程度的高低、投资的多少等 情况，配煤生产工艺流程有所不同，可以 是一条生产线粉煤和粒煤交替配煤，也可 以是两条生产线，粉煤和粒煤并行作业。 粒煤的粒度下限可以是2mm、3mm、 4mm、5mm或6mm等，但分级粒度最小 不能小于2mm。因为<2mm的粉煤对层状 燃烧影响很大。
第三节
动力配煤技术
3、层状燃烧 特点1：这种燃烧方式只能燃用固体燃料 如：煤、煤矸石等；使用层状燃烧的有手 烧炉、链条炉、往复炉等。 特点2：动力配煤主要是针对这种燃烧方 式的锅炉。
第三节
动力配煤技术
4、层燃方式的工业锅炉对煤质的要求： （1）水分 煤的水分对层燃锅炉有利有弊，适当的水分可将 煤粉粘结在一起，防止煤粉飞扬或下漏，减少煤 在使用过程中的损失；同时在燃烧过程中水分蒸 发后，可使煤层疏松，空隙增加，使通风均匀， 有利于煤的燃烧； 但水分过多时，煤的发热量会降低，吸收热量后， 使炉温降低，锅炉燃烧效率降低。 煤的外在水分应根据煤粉含量而定，当煤粉过多 时，外加水量就应多一些。
第三节
2、沸腾燃烧
动力配煤技术
图3-6 沸腾燃烧 1—风帽；2—布风板；3—风室；4—进风口 5—加煤口；6—溢灰口
第三节
动力配煤技术
3、层状燃烧 概念：层状燃烧是 指燃料在炉排上以 固定不动或沿炉排 表面移动，但不离 开炉排，空气通过 炉排与燃料接触进 行燃烧的方式。
图3-7 层状燃烧 1—炉排；2—进入炉内 空气；3—加煤口
第三节
动力配煤技术
4、层燃方式的工业锅炉对煤质的要求： （3）挥发分 工业锅炉一般要求煤的挥发分要高一些，在 20~30%时较好。 （4）硫分 动力配煤中要求煤的硫分越低越好，一般应 控制在2%以下，个别高硫煤地区不应超过 3%。
第三节
动力配煤技术
4、层燃方式的工业锅炉对煤质的要求： （5）发热量 工业锅炉的设计必须要适应发热量的要求， 才能充分发挥锅炉的燃烧效率和保证锅炉 的正常运行； 如果锅炉是按照高热值煤设计的，而实际 燃烧的是低热值煤，就会因炉温低而燃烧 困难，锅炉燃烧效率就低；
第三节
动力配煤技术
八、中国配煤技术与装备存在的问题： ④ 配煤工艺及混配设备落后，没有专用的 混配设备；质量监测技术落后，多数配 煤场没有在线检测，难以实现自动控制。 ⑤ 政策力度不够，必须有国家政策的引导 和支持，配合燃煤使用方式的变革，动 力配煤才有足够的市场。
第三讲
配 煤
第一节、配煤的含义及意义
• 一、含义 所谓“配煤”，就是根据用户对煤质的 要求，将若干单种煤按照一定的比例掺混 后得到的配合煤。
二、配煤意义：
由于各单一原料煤的成分和性能指标 （黏结性、结焦性、发热量、挥发分、硫 分、灰分等〉在配合过程中存在着线性可 加成性，通过优化配比.使各原料煤的各成 分和性质间实现取长补短，互为补充，充 分发挥各种原料煤的优点和长处，综合性 能优于其中任何一种原料煤。
2．动力配煤生产线的工艺流程
• 动力配煤的生产线工艺流程，各配煤单位可根据本地区的具 体情况，灵活地选择采用。但在进行动力配煤中应注意以下 事项： （1）要尽可能地准确控制配比，一般应按重量配料并混合均 匀； （2）生产线的选址和布置要便于煤场储存运输和配煤作业， 并有利于节约场地和保管； （3）生产设备要紧凑、互相配套、操作方便、安全可靠、动 力消耗小、调整控制灵活、节省投资、便于维修； （4）要配备必要的质量检测设备和生产设备的维修设备，以 保证配煤质量和生产线的正常运转。
第三节
动力配煤技术
四、动力配煤加工工艺流程
1．建设动力配煤生产线应具备的条件 1）必须有可靠的可供加工配制的优质和低质煤或不同质量 的煤炭资源，并有相应的供煤数量，以满足市场的需要； 2）有进煤的铁路专用线或水运、公路的进煤条件，交通方 便； 3）有满足配煤生产能力所必须的场地及水源、电源； 4）气候等自然条件要保证年工作日达到200天以上，以保证 全年供煤； 5）用户的年需要量及动力配煤的年生产能力应在5万吨以上， 并且需求比较稳定均衡。
图3-8 动力煤分级配煤工艺流程
第三节
动力配煤技术
五、动力煤分级配煤技术： 粉煤燃料供给粉煤锅炉或循环流化床锅炉， 粒煤燃料供给层燃锅炉或层燃窑炉； 分级所获得的粉煤可以减少粉煤锅炉或循 环流化床锅炉的燃料制备费用； 更重要的是层燃炉燃用粒煤可大大改善燃 烧状况，由于脱除了对层状燃烧十分有害 的粉煤，与燃烧原煤相比，可节煤10%以 上，烟尘排放量降低60%以上。
第三节
动力配煤技术
六、动力配煤的依据（以挥发份和发热量为 指标）
• 鉴于不同种类的锅炉对煤质有不同的要求， 我国在对工业锅炉设计制造中已作了充分考虑， 为使锅炉设计制造规范化、系列化和标准化，机 械部于1986年提出了我国工业锅炉设计制造用代 表性煤种和我国工业锅炉用煤的分类（表3-1）。
表3-1 工业锅炉用煤种分类
第三节
动力配煤技术
4、层燃方式的工业锅炉对煤质的要求： （3）挥发分 挥发分是评价动力用煤的重要指标。在设计 锅炉时必须根据煤的挥发分高低，对炉拱形 状、炉排长短、炉膛容积等采取相应的对策； 燃用高挥发分的煤时，往往会起火过早而后 部断火，有时还会冒黑烟； 燃用低挥发分的煤时，又会推迟着火，燃烧 不透；
动力配煤技术
八、中国配煤技术与装备存在的问题： ① 中国配煤总体技术水平较低，很多配煤 场尚处于经验配煤阶段，没有系统的配 煤理论作指导；生产规模小，产品品种 单一，难以取得规模效益。 ② 除电厂外，目前采用配煤的市场还没有 形成，国内配煤生产量仅为生产能力的 60%左右。 ③ 没有建立统一的配煤质量标准。
2．动力配煤的优化设计 动力配煤的优化设计的原则是在一定约 束条件下追求目标函数的极值，具体分为四 个步骤：即确定约束条件，确定目标函数， 建立数学模型和解出最优配方。
动力配煤的优化设计步骤
1、确立约束条件 1）如适应某一炉型的第I个技术指标上限为Ai， 下限为Bi，则用n种单煤配制的第i个技术指 标就必须在Ai~Bi之间，即：
煤种 Ⅰ 石煤、矸石 Ⅱ Ⅲ 褐煤 Ⅰ 无烟煤Ⅱ Ⅲ 贫煤 Ⅰ 烟煤Ⅱ Ⅲ Vdaf/% >15 <15 <15 >37~60 >5~10 <5 >5~10 >10~20 >20 >20 >20 Qper.ar/MJ· -1 kg <5.44 >5.44~8.36 >8.36~11.29 >8.36~14.64 >14.64~20.91 >16.73 >20.91 >18.82 >11.29~15.47 >15.47~19.65 >19.65 Aar/% >60 >50 >50 >30 >25 <25 <25 <25 >40 <40 <25 Mar/% <10 <10 <10 >20 <10 <10 <10 <10 >7~15 >7~15 >7~15