摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測(cè)算方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測(cè)算方法，主要為了提供一種適合于燃料含氮量不可忽略的摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐熱效率的測(cè)算方法。本發(fā)明首先獲取各項(xiàng)輸入?yún)?shù)，然后對(duì)實(shí)際入爐燃煤量和混合燃料的特性數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合求解，再進(jìn)行混合燃料的燃燒計(jì)算，接著進(jìn)行各項(xiàng)熱損失計(jì)算，最后得到鍋爐熱效率。本發(fā)明構(gòu)建了燃煤和高爐煤氣混合燃燒條件下的鍋爐熱效率測(cè)算方法，適合于高爐煤氣含氮量較高的特點(diǎn)，避免了傳統(tǒng)計(jì)算方法中忽略燃料含氮量帶來(lái)的計(jì)算誤差，所以本發(fā)明求出的鍋爐熱效率準(zhǔn)確率較高。
【專利說(shuō)明】摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測(cè)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測(cè)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼鐵企業(yè)在冶煉的過(guò)程中產(chǎn)生大量的高爐煤氣，由于高爐煤氣具有熱值低、含氮量高及燃燒穩(wěn)定性差的特點(diǎn)，目前許多鋼鐵廠對(duì)高爐煤氣的利用都不充分，大量的高爐煤氣都被放散，造成能源的浪費(fèi)，所以如何充分利用鋼鐵生產(chǎn)工藝中副產(chǎn)的高爐煤氣資源，成為相關(guān)技術(shù)人員普遍關(guān)心的問(wèn)題。
[0003]近年來(lái)，摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐在一些鋼鐵廠取得了成功應(yīng)用并逐步推廣，通過(guò)將高爐煤氣引入煤粉鍋爐，解決了高爐煤氣單獨(dú)燃燒較為困難的問(wèn)題，有效地降低了高爐煤氣的放散率。并且從鋼鐵廠的角度來(lái)看，采用煤粉與高爐煤氣混燒的方式能較好地利用高爐煤氣，有助于實(shí)現(xiàn)高爐煤氣管網(wǎng)的平衡。此外，煤粉鍋爐摻燒高爐煤氣后，SO2AOj^P粉塵顆粒物的排放量與傳統(tǒng)的煤粉鍋爐相比均有較大幅度的降低。因此，煤粉鍋爐摻燒高爐煤氣的方式具有廣闊的的應(yīng)用前景，尤其是在當(dāng)前資源日益緊張和環(huán)保要求越來(lái)越高的形勢(shì)下，更能凸顯其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0004]鍋爐的熱效率是機(jī)組性能考核的關(guān)鍵指標(biāo)，目前，對(duì)于工業(yè)用鍋爐的熱效率測(cè)算主要依據(jù)GB/T10180-2003《工業(yè)鍋爐熱工性能試驗(yàn)規(guī)程》或者GB/T10184-1988《電站鍋爐性能試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行。然而，規(guī)程GB/T10180-2003并未提及煤粉和高爐煤氣混燒鍋爐的效率計(jì)算方法，而規(guī)程GB/T10184-1988中雖然給出了燃煤混燒氣體混合燃料的計(jì)算方法，該方法可用于大多數(shù)氣體混合燃料與煤粉的混燒，但是對(duì)于混燒高爐煤氣的情況卻不適用，這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的燃煤計(jì)算方法基于混合燃料含氮量較低的簡(jiǎn)化條件，而高爐煤氣的含氮量很高，一般高達(dá)50 %~60 %，即使高爐煤氣的摻燒比例不高，折算后的收到基含氮量仍然不可忽略，若套用傳統(tǒng)方法必然帶來(lái)較大誤差，導(dǎo)致結(jié)果的失真。此外，要準(zhǔn)確計(jì)算摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率，必須已知入爐燃煤量和入爐高爐煤氣流量的配比。對(duì)于高爐煤氣流量，目前其計(jì)量技術(shù)已經(jīng)較為成熟，但是對(duì)于入爐燃煤量，尤其是對(duì)于配置中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)的鍋爐，很難準(zhǔn)確獲取對(duì)應(yīng)工況下的入爐燃煤量，而目前大多數(shù)摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐配置的都是中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)，這就給鍋爐熱效率的測(cè)算帶來(lái)很大困難。
[0005]因此，構(gòu)建一個(gè)適用于摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測(cè)算方法，成為目前亟待解決的一個(gè)難題，具有重要的實(shí)用意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種燃料含氮量不可忽略的摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測(cè)算方法。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測(cè)算方法包括:
[0008]獲取各項(xiàng)輸入?yún)?shù)，所述各項(xiàng)輸入?yún)?shù)包括燃煤的特性數(shù)據(jù)、高爐煤氣的特性數(shù)據(jù)、灰洛參數(shù)、干煙氣參數(shù)、大氣參數(shù)以及流量參數(shù)；[0009]利用所述各項(xiàng)輸入?yún)?shù)對(duì)實(shí)際入爐燃煤量和混合燃料的特性數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合求解，所述混合燃料的特性數(shù)據(jù)至少包括混合燃料收到基硫元素質(zhì)量含量百分率、混合燃料收到
基氮元素質(zhì)量含量百分率；
[0010]利用所述各項(xiàng)輸入?yún)?shù)和求解出來(lái)的混合燃料的特性數(shù)據(jù)進(jìn)行混合燃料的燃燒計(jì)算，所述燃燒計(jì)算至少包括計(jì)算每千克混合燃料燃燒產(chǎn)生的實(shí)際干煙氣量和計(jì)算排煙處過(guò)量空氣系數(shù)，
[0011]所述每千克混合燃料燃燒產(chǎn)生的實(shí)際干煙氣量的計(jì)算公式為
【權(quán)利要求】
1.一種摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測(cè)算方法，其特征在于，所述測(cè)算方法包括: 獲取各項(xiàng)輸入?yún)?shù)，所述各項(xiàng)輸入?yún)?shù)包括燃煤的特性數(shù)據(jù)、高爐煤氣的特性數(shù)據(jù)、灰洛參數(shù)、干煙氣參數(shù)、大氣參數(shù)以及流量參數(shù)； 利用所述各項(xiàng)輸入?yún)?shù)對(duì)實(shí)際入爐燃煤量和混合燃料的特性數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合求解，所述混合燃料的特性數(shù)據(jù)至少包括混合燃料收到基硫元素質(zhì)量含量百分率、混合燃料收到基氮元素質(zhì)量含量百分率； 利用所述各項(xiàng)輸入?yún)?shù)和求解出來(lái)的混合燃料的特性數(shù)據(jù)進(jìn)行混合燃料的燃燒計(jì)算，所述燃燒計(jì)算至少包括計(jì)算每千克混合燃料燃燒產(chǎn)生的實(shí)際干煙氣量和計(jì)算排煙處過(guò)量空氣系數(shù)， 所述每千克混合燃料燃燒產(chǎn)生的實(shí)際干煙氣量的計(jì)算公式為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測(cè)算方法，其特征在于，所述利用所述各項(xiàng)輸入?yún)?shù)對(duì)實(shí)際入爐燃煤量和混合燃料的特性數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合求解的過(guò)程包括: 步驟a，預(yù)定一入爐燃煤量B。； 步驟b，計(jì)算所述預(yù)定入爐燃煤量B。條件下的混合燃料的特性數(shù)據(jù)，所述混合燃料的特性數(shù)據(jù)還包括混合燃料收到基低位發(fā)熱量、混合燃料收到基灰分質(zhì)量含量百分率、混合燃料收到基水分質(zhì)量含量百分率、混合燃料收到基碳元素質(zhì)量含量百分率、混合燃料收到基氫元素質(zhì)量含量百分率、混合燃料收到基氧元素質(zhì)量含量百分率； 步驟C，計(jì)算所述預(yù)定入爐燃煤量B。條件下的混合燃料實(shí)際燃燒掉的碳元素質(zhì)量含量百分率； 步驟d，計(jì)算所述預(yù)定入爐燃煤量B。條件下的混合燃料特性系數(shù)； 步驟e，計(jì)算出所述預(yù)定入爐燃煤量B。條件下干煙氣中三原子氣體的容積含量百分率Φ' J3(RO2)； 步驟f，將計(jì)算出的所述干煙氣中三原子氣體的容積含量百分率Φ ’ J3(RO2)與所述干煙氣中三原子氣體的容積含量百分率的實(shí)測(cè)值Φ 1 (RO2)進(jìn)行比較，若二者的差值超過(guò)預(yù)定誤差范圍，則將
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測(cè)算方法，其特征在于，所述混合燃料的特性數(shù)據(jù)的計(jì)算通式為
Yi ^coal-^-coal, i+bgasXgas，i， 其中
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測(cè)算方法，其特征在于，所述混合燃料實(shí)際燃燒掉的碳元素質(zhì)量含量百分率的計(jì)算公式為
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測(cè)算方法，其特征在于，所述混合燃料特性系數(shù)的計(jì)算公式為
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測(cè)算方法，其特征在于，所述干煙氣中三原子氣體的容積含量百分率Φ' J3(RO2)的計(jì)算公式為
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測(cè)算方法，其特征在于，所述混合燃料的燃燒計(jì)算還包括:計(jì)算每千克混合燃料燃燒所需的理論空氣量U，所述每千克混合燃料燃燒所需的理論空氣量G的計(jì)算公式為
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測(cè)算方法，其特征在于，所述熱損失包括排煙熱損失q2、化學(xué)不完全燃燒熱損失q3、機(jī)械不完全燃燒熱損失q4、散熱損失q5和灰洛物理熱損失q6 ; 所述排煙熱損失q2的計(jì)算公式為
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐的熱效率測(cè)算方法，其特征在于，所述熱效率的計(jì)算公式為rIb = 100_(q2+q3+q4+q5+q6),其中^lb為所述熱效率。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK103995987SQ201410261854
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月5日
【發(fā)明者】江文豪, 姚群 申請(qǐng)人:中冶華天工程技術(shù)有限公司