多功能液態(tài)煤炭燃燒促進(jìn)劑火力發(fā)電廠工業(yè)鍋爐應(yīng)用試驗(yàn)報(bào)告版頁

1、最新資料，WORD文目檔錄，可編輯修改】 引言 3 二、 電廠鍋爐及制煤系統(tǒng)現(xiàn)狀4 2.1 X電廠鍋爐及制煤系統(tǒng)現(xiàn)狀4 22鍋爐特性4 三、試驗(yàn)原料及設(shè)備5 四、試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)及條件5 五試驗(yàn)結(jié)果與分析6 5.1鍋爐熱效率分析6 5.1.1助燃劑對(duì)爐膛出口溫度的影響 6 5. 1 .2助燃劑對(duì)煤 粉給料器的影響 8 5.1.3助燃劑對(duì)爐膛出口煙氣中含氧 量的影響9 5.2節(jié)煤分析9 5.3煙氣分析10 5 4飛灰成分分析 11 六結(jié)論 12 附錄1試驗(yàn)原始參數(shù) 2試驗(yàn)協(xié)議 、引言 我國是一個(gè)產(chǎn)煤大國，同時(shí)也是一個(gè)用煤大國，建國以來，煤在我國一次 能源 消費(fèi)構(gòu)成中占75%左右，預(yù)計(jì)到2050年這一比例

2、仍將高達(dá)50%以上。在一個(gè) 較長的時(shí)期內(nèi)，煤炭仍將是我國能源中最主要的角色。建設(shè)資源節(jié)約型，環(huán)境友 好型社會(huì)是我國現(xiàn)階段的一項(xiàng)長期的任務(wù)，因此合理利用煤炭資源，提高煤炭的 燃燒效率，不僅具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也具有重大的社會(huì)意義。研究對(duì)高效 燃燒 低負(fù)荷穩(wěn)燃 低污染 防止結(jié)渣與高溫腐蝕這五個(gè)方面的問題都有益的燃 燒方式具有十分重要的意義。因此如何提高資源利 用率、減輕環(huán)境污染，除盡力改造燃燒裝置及工藝參數(shù)外，還需更有效的助 燃 劑。按目前煤炭產(chǎn)量計(jì)算，如果能使煤炭熱效率提高8%、節(jié)煤8%左右, 我國則每年少消耗2億噸煤，可減排10%,其工業(yè)產(chǎn)值可達(dá)千億元以上。 本課題組開發(fā)的煤炭燃燒促進(jìn)劑在

3、東南大學(xué)863中間煤粉試驗(yàn)臺(tái)（見試驗(yàn)研 究報(bào)告）上測(cè)試結(jié)果為：適宜的煤炭燃燒促進(jìn)劑可以顯著提高煤的燃燒效率25.8% -84.9%,初步計(jì)算可節(jié)煤7.5%-17%;適宜的助燃劑可以降低SQ與NOx的排 放，分別達(dá)到29.5%和32.2%;適宜的煤炭燃燒促進(jìn)劑可使煤的著火點(diǎn)下降4C；適 宜的煤炭燃燒促進(jìn)劑對(duì)煤的灰熔點(diǎn)影響不大，即對(duì)結(jié)焦無影響;助燃劑主要成份為 有機(jī)材料，不含S、N、Cl、F等元素，其沸點(diǎn)約220 C ;常溫下表面張力均在 37.2-39.2 mN/m2之間，在常溫下,轉(zhuǎn)速50rpm時(shí)，粘度在48.6-63.1 mPas之 間，煤炭燃燒促進(jìn)劑燃盡率大于99.5%0 為了考察本產(chǎn)品在

4、電廠煤粉爐中的使用效果，于2009年5月13日至5月1 6日在華能臨沂發(fā)電廠3號(hào)煤粉爐上進(jìn)行了應(yīng)用試驗(yàn)，目的是考查該產(chǎn)品在電廠正 常運(yùn)行條件下，節(jié)煤減排效果。 二、電廠鍋爐及制煤系統(tǒng)現(xiàn)狀 21、電廠鍋爐及制煤系統(tǒng)現(xiàn)狀 1）14萬千瓦機(jī)組5臺(tái)，年耗煤150萬噸，每一機(jī)組配2臺(tái)磨煤機(jī)（正常1臺(tái) 工作，一臺(tái)備用），蒸汽提供量435噸/小時(shí)，蒸汽臨界壓力13.7MPao鍋爐效 率 924%。 2）單機(jī)鍋爐耗煤量：60噸/小時(shí)，每天耗煤量在1400噸左右。 3）飛灰中殘?zhí)亢?-8%,渣中殘?zhí)己?-6%,灰渣比4： 1。 4）磨煤機(jī)正常臺(tái)時(shí)產(chǎn)量50噸/小時(shí)，內(nèi)部溫度70-80C,進(jìn)風(fēng)口溫度180 20

5、0C,出風(fēng)溫度小于70C,煤粉控制指標(biāo)200目篩余小于14%,每個(gè)儲(chǔ)煤倉容量 180噸，皮帶輸送能力4060噸/小時(shí)。 2.2鍋爐特性 華能臨沂發(fā)電廠3號(hào)煤粉爐是上海鍋爐廠制造的超高壓自然循環(huán)鍋爐，型 號(hào) SG-435/13.7-M765o該爐為自然循環(huán)汽包爐，n形布置，單爐膛，平衡通 風(fēng)，三層 四角切圓燃燒，中間儲(chǔ)倉式熱風(fēng)送粉，液態(tài)排渣。爐膛四周為膜式水 冷壁，爐膛內(nèi)布 置兩級(jí)屏式過熱器，水平煙道頂部布置兩級(jí)盤管式過熱器。再 熱器、省煤器布置在尾 部煙道內(nèi)，空預(yù)器采用回轉(zhuǎn)式空預(yù)器。取樣口位置示意圖見圖1。 圖1取樣口位置示意圖 三 試驗(yàn)原料及設(shè)備 1. 原料：多功能液態(tài)煤炭燃燒促進(jìn)劑，備料1

6、噸。 2. 設(shè)備：高速剪切分散乳化機(jī)1臺(tái)；計(jì)量泵（0-800ml/min,揚(yáng)程20m 2臺(tái)。 四、試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)及條件 1試驗(yàn)用煤2600T,由電廠 供煤部提供，煤質(zhì)參數(shù)見表1o 表1煤質(zhì)參數(shù) 全 水 分 空干 基水 分 空干 基灰 分 干燥 基灰 分 空干 基揮 發(fā)份 干燥無 灰基揮 發(fā)份 固定 碳 全硫 1 y* 干基冋 位發(fā)熱 量 收到基 低位發(fā) 八、 備注 8.7 1.54 25.23 25.62 19.18 26.19 54.05 1.61 24.992 21.974 2. 將煤炭燃燒促進(jìn)劑分別由計(jì)量泵噴入A、B喂煤皮帶機(jī)，通過煤磨制粉系統(tǒng)，將 原煤制成合格煤粉，由一次風(fēng)攜帶送入爐內(nèi)燃燒。

7、加入量為0.05%。 3. 煤磨和鍋爐運(yùn)行均按原習(xí)慣操作正常運(yùn)行，由于試驗(yàn)期間鍋爐參數(shù)受發(fā)電負(fù)荷控 制，而發(fā)電負(fù)荷又受上級(jí)供電指令調(diào)度，且波動(dòng)頻繁，因此液態(tài)煤炭燃 燒促進(jìn)劑試驗(yàn) 的效果只能在相同負(fù)荷段下進(jìn)行比較，可比時(shí)間段為：未加助燃劑：5月14日 12:005月14日19:00 （發(fā)電負(fù)荷為105MW）加助燃劑：5月15日10:005 月15日17:00 （發(fā)電負(fù)荷為105MW）由于5月15日凌晨開始下大雨，煤的水分 增加，煤粉給料機(jī)轉(zhuǎn)速即使相同，而實(shí)際給煤量卻是減少的，因此可能對(duì)加助燃劑助 燃效果分析產(chǎn)生影響。五試驗(yàn)結(jié)果與分析 試驗(yàn)所有參數(shù)數(shù)據(jù)見附錄1,數(shù)據(jù)由電廠運(yùn)行部熱工科提供，均為計(jì)算

8、機(jī)中的 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。 5.1 V鍋爐熱效率分析 5.1.1助燃劑對(duì)爐膛出口溫度的影響 圖2助燃劑對(duì)屏過出口 A側(cè)溫度的影響 圖3助燃劑對(duì)屏過出口 B側(cè)溫度的影響 從圖2、圖3可以看出，添加助燃劑后，屏過出口 A、B兩側(cè)溫度都升高， 尤其B側(cè)平均溫度提高約8Co在過熱蒸汽量和發(fā)電量不變的情況下，可以推斷出爐 膛溫度也應(yīng)相應(yīng)提高。爐膛溫度升高可以解釋為：煤炭燃燒促進(jìn)劑含有的催化劑能使 煤著火后產(chǎn)生微爆，從而使?fàn)t內(nèi)煤粉顆粒膨松，并攪動(dòng)煤粉顆粒周圍的氣體，使氧氣 與煤粒接觸面增大，大大改善了燃燒狀況，使燃燒更充分。 提高爐膛溫度，有利于煤炭燃燒充分，減少底渣和飛灰中的殘?zhí)苛浚ㄒ姟爸?劑對(duì)飛灰含碳量的影

9、響” 一節(jié)），增加高溫?zé)煔鈱?duì)爐壁的對(duì)流傳熱和輻射傳熱，鍋 爐截面熱負(fù)荷和容積熱負(fù)荷增加。本中試試驗(yàn)過程中，維持發(fā)電量不變，鍋爐產(chǎn)生的 蒸氣量也不變，那么爐膛溫度的升高，勢(shì)必會(huì)說明橫向沖刷尾 部受熱面煙氣量的減少，從而也就能夠推斷入爐煤量減少（見助燃劑對(duì)煤粉給 料器的影響” 一節(jié)）。 5.1.2助燃劑對(duì)煤粉給料器的影響 圖4助燃劑對(duì)煤粉給料機(jī)轉(zhuǎn)速的影響 從圖4可見，添加助燃劑后，在鍋爐負(fù)荷和發(fā)電量不變的情況下，煤粉給料 機(jī)總轉(zhuǎn)速變慢，可以推斷出鍋爐燃燒效率增加，發(fā)電煤耗減少。另一方面會(huì)帶來 送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)電流減少，廠用電量減少。競(jìng)價(jià)上網(wǎng)，發(fā)電標(biāo)煤耗是反映 成本和 效率的最直觀的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)?？梢娡ㄟ^

10、向入爐煤中添加助燃劑，能實(shí)現(xiàn)節(jié) 煤的目的。 5.1.3助燃劑對(duì)爐膛出口煙氣中含氧量的影響 圖5助燃劑對(duì)爐膛出口煙氣中含氧量的影響 從圖5可知，向入爐煤中添加助燃劑后，爐膛出口煙氣中含氧量降低。在同 樣鍋爐負(fù)荷下，出口煙氣含氧量 給煤量減少，說明燃燒空氣量減少，相應(yīng)煙氣 量減少，有助于減少鍋爐排煙熱損失。同時(shí)煙氣中NOx含量與燃燒空氣 量有關(guān)，燃燒空氣量的減少有助于減少煙氣中NOx總量。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，A、B 兩進(jìn)口總含氧量下降了約0.7個(gè)百分點(diǎn)，下降約10%o 5.2節(jié)煤分析 助燃劑對(duì)飛灰和底渣中殘?zhí)嫉挠绊懸姳?o 表3燃燒實(shí)驗(yàn)殘?zhí)剂繑?shù)據(jù)與相對(duì)百分比 內(nèi)容 編號(hào) 取樣時(shí)間 殘?zhí)?/% 平均殘 碳

11、/% 相對(duì)百分 比/% 折算未燃?xì)?碳/% 折算平均未 燃?xì)執(zhí)?% 空白飛 灰 A1-1 5 月 14 H 14 8.91 9.27 100 7.13 7.42 A1-2 5 月 14 H 14 9.07 7.26 r A2-1 5 月 14 H 17 9.48 7.58 A2-2 5 月 14 H 17 9.60 7.68 摻助燃 劑 r B1-1 5月15日12： 5.28 6.35 68.50 4.22 5.08 B1-2 5月15日12： 5.32 4.26 飛灰 B2-1 5 月 15 H 15 00 7.34 5.87 B2-2 5 月 15 H 15 00 7.44 5.95 空

12、白底 渣 C1-1 5 月 14 H 14 00 1.82 3.35 100 0.36 0.67 C1-2 5月14日14 00 2.01 0.40 :C2-1 5月14日17 00 4.93 0.99 C2-2 5 月 14 H 17 00 4.63 0.93 摻助燃 劑底 渣 D1-1 5 月 15 H 12 00 1.22 1.64 48.96 0.24 0.33 D1-2 5月15日12 00 1.53 0.31 r D2-1 5月15日15 00 1.89 0.38 D2-2 5 月 15 H 15 00 1.92 0.38 注：折算平均未燃?xì)執(zhí)及椿以?: 1o 從表3可以看出添加

13、助燃劑后飛灰和底渣的含碳量都有所降低，其中飛灰 降 低31.5%,底渣殘?zhí)剂拷档?1.04%o機(jī)械不完全燃燒損失減少，其中原因可 以解 釋為：助燃劑能使燃煤的著火溫度降低，使固碳的著火點(diǎn)提前實(shí)現(xiàn)，也就是固碳 提前進(jìn)入燃燒階段。助燃劑中所含的一些氧化劑受熱分解，生成原子氧（初生態(tài) 氧），促使煤粒燃燒的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)延續(xù)，提高了燃燒速率和傳熱效率，有利于揮發(fā) 分和煤粉中碳的燃盡。 試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，殘?zhí)甲罡呦陆盗?4.04個(gè)百 分點(diǎn)，降低 47.2%,平均數(shù)據(jù)表明殘?zhí)冀档土?2.68個(gè)百分點(diǎn)，降低33.1%0 5.3煙氣分析 煙氣成分檢測(cè)由電廠運(yùn)行部脫硫工段采用煙氣綜合測(cè)定儀Kar940采集并 提供數(shù)據(jù)，結(jié)

14、果見表4。 表4煙氣成分檢測(cè)報(bào)告 狀態(tài)一煙氣 02 SO2 NOx 未加助燃劑 8.55 3500 （折合后為 3300） 430 加助燃劑 8.5 2920 （折合后） 420 由表4中數(shù)據(jù)可見，加煤炭燃燒促進(jìn)劑后，工業(yè)鍋爐排除煙氣中 SO2下降了 17%左右，折合后下降了 12%左右，02與NOx變化不大，表明助燃劑有明顯的固 硫作用。 5.4飛灰成分分析 采用x熒光分析儀分析飛灰成分，結(jié)果見下圖-6、圖-7o 圖-6未加助燃劑飛灰成分 圖-7加助燃劑飛灰成分 由圖-5、圖-6可見，加助燃劑飛灰成分中SO3比未加助燃劑飛灰成分中SO3高 0.432百分點(diǎn)，提高了 34.8%,理論上S02少

15、排放了 428%。 六結(jié)論 1、添加煤炭燃燒促進(jìn)劑后，屏過出口 A、B兩側(cè)溫度都升高，尤其B側(cè)平均 溫 度提高約8Co在過熱蒸汽量和發(fā)電量不變的情況下，可以推斷出爐膛溫度也應(yīng)相 應(yīng)提高。說明橫向沖刷尾部受熱面煙氣量的減少，從而也就能夠推斷入爐煤量減 少。 2、在鍋爐負(fù)荷和發(fā)電量不變的情況下，添加煤炭燃燒促進(jìn)劑，煤粉給料機(jī)總轉(zhuǎn)速 變慢，可以推斷出鍋爐燃燒效率增加，發(fā)電煤耗減少。另一方面會(huì)帶來送風(fēng)機(jī)和引 風(fēng)機(jī)電流減少，廠用電量減少。 3、在鍋爐負(fù)荷和發(fā)電量不變的情況下，出口煙氣含氧量、給煤量減少，說明 燃燒空氣量減少，相應(yīng)煙氣量減少，有助于減少鍋爐排煙熱損失。同時(shí)，燃燒空氣 量的減少有助于減少煙氣中NOx總量。A、B兩進(jìn)口總含氧量下降了約0.7個(gè) 百分點(diǎn)，下降約10%o 4、添加