第三讲配煤

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。
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：
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
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
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。
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。
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。
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
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
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
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；
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。
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。
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
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
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
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
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。
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
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
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
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；