浅析煤质对航天炉运行的影响

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煤质变化对电厂运行的影响和对策分析

煤质变化对电厂运行的影响和对策分析

近年来,由于煤炭供应市场的变化,煤炭质量对安全生产的影响凸现出来,尤其是对煤粉炉的燃烧系统和锅炉受热面影响较大。

针对目前形势,必须面对现实,采取切实有效措施,更加重视煤质变化带来的影响,根据设备条件和存在的问题,加强运行调整、燃料部门管理和检修工作,减少或避免事故发生。

一、煤质变化带来的影响:
1、煤质变化对锅炉效率的影响:煤质是锅炉设计的基础,过滤只有在燃用接近设计煤种才能取得较好效益。

2、煤质变化对锅炉受热面的影响:煤质变化使得锅炉受热面结焦、积灰、磨损,严重时造成受热面超温爆管。

3、煤质变化造成锅炉除灰除渣量增大,影响经济性。

4、煤质变化对锅炉制粉系统影响:加大了制粉系统各设备磨损。

二、根据以上影响应采取的措施:
1、加强入场煤质管理:尽量保证煤种接近设计煤种
2、加强入场煤、入炉煤的化验分析:准确掌握煤炭的工业分析数据,特别是挥发分、发热量、灰分、灰熔融性等指标,及时提供给锅炉运行人员便于及时调整。

3、加强混配煤工作:在无法全面保证设计煤种的情况下,应考虑在煤炭入炉前采取混配煤的方法以保证煤质的稳定性,提高机组运行的稳定性。

混配煤工作必须具备的条件,①、煤质化验分析要跟上,按照不同矿点不同煤种进行及时准确化验分析及时提供给燃料部门。

②、必须有按比例进行混配煤的设备。

有效地混配煤工作可提高劣质煤的利用率,降低燃料成本。

同时可以通过混配煤减少或降低煤质变化给锅炉造成的影响。

4、加强燃烧调整:锅炉运行人员可根据煤质化验单给定的煤质变化情况,及时进行燃烧调整合理配风、从而达到安全运行的目的。

煤质变化对锅炉运行的影响及策略研究

煤质变化对锅炉运行的影响及策略研究

煤质变化对锅炉运行的影响及策略研究文章通过研究煤质的变化,审慎探究煤质变化对燃煤锅炉运行和其他关联设备的影响,经过全面分析发现煤炭含水量、硫元素含量、挥发分和发热量等对燃煤锅炉的重要影响,并进一步研究出锅炉运行参数对燃烧稳定性、经济性和锅炉出力情况的影响。

标签:煤质变化;锅炉运行;影响当前我国多数电能都属于火电一种重要形式,且我国最为重要的电力形式是燃煤发电。

但是从当前发展实际情况来看,各个电站锅炉的使用在我国均面临燃煤资源紧缺的问题。

为了能够缓解这个问题,需要相关人员在分析煤质变化对燃煤锅炉运行影响的基础上采取措施减少煤质变化对整个锅炉运行情况的影响。

一、石油化工企业热电厂煤炭的成分和基本性质石油化工企业热电厂运行对煤炭资源的消耗形式包含水分、挥发分、固定碳、灰分和硫分等。

其中,水分和灰分对煤炭资源的燃烧是十分不利的,在無形中会降低煤炭资源的燃烧温度,增加排烟的消耗。

挥发分是煤炭资源燃烧的重要特点,挥发温度越低,煤炭资源就更加容易着火。

二、煤质变化对锅炉运行性能的影响(一)煤质变化对锅炉出力产生的影响煤质变化对锅炉出力的影响表现为:在煤质的变化影响到磨煤机出力的时候,煤质燃烧所采用可磨性洗漱比例设计煤质的可磨性系数会降低。

尽管最终是应用了三台磨煤机,最终也无法充分保证锅炉带的额定出力大小。

在煤质灰熔点较低和锅炉出力没有达到额定出力数值的时候就会发生结渣问题,在出力不断增加的情况下回严重干扰锅炉的稳定运行。

(二)煤质变化对锅炉应用效率产生的影响从实际运行上来看,锅炉效率和煤炭质量以及煤炭资源的运行条件存在密切的关联,其中,煤质是影响锅炉运行效率的重要因素。

在判定煤质燃烧情况的时候,不能够仅仅对煤的常规性质进行分析,而且还需要对煤质非常规因素进行综合分析。

煤质是电厂锅炉设计的重要基础,锅炉只有在燃用接近设计好煤种的时候才能够获得良好的社会经济效益。

如果较大范围的改变煤炭种类就会影响锅炉的应用效率。

煤质对火电厂锅炉运行效率的影响及解决措施分析

煤质对火电厂锅炉运行效率的影响及解决措施分析

煤质对火电厂锅炉运行效率的影响及解决措施分析发布时间:2021-03-29T13:00:34.583Z 来源:《城镇建设》2021年1期作者:汪明贤[导读] 火电厂需要使用煤进行发电,因此煤的质量如何会直接影响到锅炉的运行效率汪明贤 63012119820430**** 青海益和检修安装有限公司青海,西宁 810000摘要:火电厂需要使用煤进行发电,因此煤的质量如何会直接影响到锅炉的运行效率,进而则是会影响到稳定发电。

但是对于火电厂的经济性运转而言,也会使用一些质量相对较低的煤材料,具体是将其与质量好的煤进行掺合使用。

这样实际能够达到较好的燃烧效果。

整体上也更是需要做好对煤材料的选择和使用,这样才能够达到更好的使用效果,以此使得发电的效能更高。

关键词:煤质;火电厂;锅炉运行效率引言我国是世界上最大的煤炭能源国,其中火力发电厂是能源需求最大的,为了倡导国家呼吁的节能减排的环保型社会,很多发电厂致力于研究如何提高煤炭的使用效率,降低环境污染。

我国煤炭生产的煤质种类繁多,发电厂需要根据实际的情况结合不同的煤质种类来平衡锅炉运行的状况以及经济效益之间的关系。

本文从煤质情况对电厂锅炉运行及经济运行情况进行深入研究和分析,主要从分析我国火力电厂燃煤的现状、煤质对电厂锅炉运行及经济运行情况的影响、以及电厂应当采取的措施等方面来进行更多的了解。

1煤质对电厂锅炉运行以及经济运行的影响(1)挥发分对电厂锅炉运行及经济运行的影响。

挥发分是直接反应煤炭燃烧性能的重要因素,挥发分越高就说明煤炭燃烧的越完全,因此,就有限的稍微降低煤粉磨制的细度标准,从而就能够有效的增加磨煤机的工作效率。

如果煤炭的挥发分较低的话,为了保证煤炭的燃烧就需要更细的煤粉来促进锅炉燃烧,磨煤机为了保证煤粉细度标准,就会直接影响工作效率。

为了避免停炉事故的发生,必须保障入煤炉的挥发分与设计的标准保持一致,既要保障煤炭能够充分的燃烧,也能有效的提高工作效率。

入炉煤质对航天炉运行影响的探讨

入炉煤质对航天炉运行影响的探讨

入炉煤质对航天炉运行影响的探讨摘要: 总结了干煤粉气流床气化工艺对煤质的具体要求,并介绍了航天炉粉煤加压气化工艺流程特点。

结合安徽晋煤中能化工股份有限公司航天炉粉煤加压气化示范装置运行实际,系统地阐述了煤质参数变化对粉煤气化工艺的影响,并提出了应对措施。

关键词: 气化炉;煤质;灰分;黏温特性;干煤粉气流床。

1、工艺简述航天炉示范装置由磨煤及干燥单元、粉煤加压及输送单元、气化及洗涤单元、渣水处理及回收单元和气化公用工程系统组成,工艺流程为经盘式磨煤机研磨筛选的合格粉煤进入袋式过滤器。

在袋式过滤器风粉分离后的煤粉经螺旋输送机输送到常压粉煤储罐储存。

粉煤加压及输送单元采用低温甲醇洗单元分离出的CO 2气体为输送载气。

煤粉锁斗通过周期性的低高压变化操作,将常压粉煤储罐的粉煤间歇性地送入到粉煤给料罐中。

给料罐内的粉煤通过三条粉煤管线进入气化炉顶部的一体化烧嘴。

在粉煤进入烧嘴的同时,O 2和高压蒸气也被送入气化炉烧嘴处。

三股物料在烧嘴射流作用下进入气化炉并充分混合和反应,生成以CO 和H 2为主要成分的粗合成气。

气化炉作为核心设备是决定煤质适应性优劣的关键。

航天炉为单嘴顶置式结构,采用水冷壁内衬以渣抗渣,构建了单喷嘴顶置式直流射流流场;该炉型能适应大部分煤种,原煤适应性强,,更能满足高灰熔点、高灰分劣质煤的高效气化需要。

该流场由射流区、回流区和旋流区组成,具有中上部炉温略低、下部靠近渣口处炉温较高的温度场分布特性,有效促使渣口处熔渣顺畅排出,从而强化了其对高灰熔点、高灰分劣质煤的适应性,生成的熔渣和高温合成气从渣口流出经过下降管进入洗涤冷却室降温。

淬冷后的熔渣沉积在激冷室底部成为粗渣,定期通过渣锁斗排入渣池,并被捞渣机捞出,运出气化界区。

在激冷室完成初级洗涤后的粗合成气依次进入混合器和旋风分离器,进行二级洗涤分离以除去较大粒度的杂质; 然后再进入洗涤塔进行第三级洗涤除尘,以进一步除去较小粒度的细灰,从而达到灰质量浓度< 1.5 mg/m 3 的要求; 随后送出气化界区,进入后续的变换单元。

煤质变化对燃料运行的影响

煤质变化对燃料运行的影响

煤质变化对燃料运行的影响摘要:煤质变化对燃料运行有着不同程度的影响,如果没有采取有效措施进行改善,会使燃料运行效率降低,难以达到生产的目标。

为了加强燃料运行效果,应对煤质变化情况有全面的了解,通过对煤质变化对燃料运行的影响的分析,阐述应对煤质变化影响的技术,提出提高电厂锅炉运行效率的对策,使燃料运行过程得到保障,提升燃煤的使用效率,为生产提供良好的保障。

关键词:煤质变化;燃料运行;燃煤掺配引言燃煤在火力发电中发挥了重要的作用,当前随着煤炭成本的提升,发电厂的资源呈现出了紧张的特点,其中煤质量对燃料运行有着一定的影响,一些煤质量较差,难以达到生产要求。

为了保证发电的目标实现,应结合煤质情况进行分析,根据煤质变化产生的影响来改善煤使用效果,使其在生产中起到良好的效果。

因此,应采取有效措施减少煤质带来的不良影响,使燃料系统的生产效率提升。

1煤质变化对燃料运行的影响1.1发热量的变化对燃料系统的影响煤发热量作为重要的评价指标,在一些电厂运行中,由于燃煤量的增加导致输煤系统负担增加,对设备的使用产生了影响,造成故障增多的情况,还会使锅炉减负荷运行。

在上煤量增加的情况下,输煤设备运行时间延长,给输煤运行人员造成了一定的影响,当人员长期处于噪音环境下的时候,会产生神经麻痹的情况,增加了安全隐患问题,使输煤安全性降低。

1.2煤中灰分的变化对燃料系统的影响煤灰分大小作为衡量煤质的指标之一,由于灰分属于无益成分,给运输增加了负担,还会使输煤系统的负担增多,当煤灰分较高的时候,固定碳会减少,导致煤的发热量降低。

一般煤的灰分每增加1%。

发热量会减少50大卡~90大卡,灰分比重约为可燃物比重的两倍,在煤量容积相同的情况下,输煤设备会受到影响,导致设备磨损速度加快。

灰分大的煤种,质地比较坚硬,在长时间使用下,对碎煤机设备会产生较大的影响,导致维护工作量增加。

1.3煤中水分的变化对燃料系统的影响煤水分变化对生产有着一定的影响,当煤中的水分较小的时候,煤粉尘会变大,在外力影响会产生煤粉飞扬的情况,对环境产生了污染影响。

煤质变化对锅炉运行的影响及优化措施

煤质变化对锅炉运行的影响及优化措施

煤质变化对锅炉运行的影响及优化措施发布时间:2021-05-14T12:58:14.087Z 来源:《当代电力文化》2021年第4期作者:胡海洋[导读] 科技的进步,促进人们对能源需求的增多胡海洋国能粤电台山发电有限公司广东台山 529228摘要:科技的进步,促进人们对能源需求的增多。

煤炭作为我国经济发展过程中最常用到的能源,在电厂生产过程中对煤炭的需求量较大。

近年来在煤矿业整改力度不断加大的新形势下,煤炭质量发生了较大的变化,煤炭品质参差不齐,这对锅炉燃烧效率带来了较大的影响。

由于煤质的变化,在锅炉实际运用中一些问题不断暴露出来,严重影响了锅炉运行的安全性和经济性。

本文就煤质变化对锅炉运行的影响及优化措施展开探讨。

关键词:煤炭;煤质变化;锅炉;燃烧;影响;应对措施引言受市场因素的影响,煤炭使用单位的原煤供应日趋多元化。

这就带来了原煤质量波动幅度增大、煤种杂、入炉煤质控制难度加大等问题。

这些问题导致设备产生缺陷的比率明显增多,其中锅炉结焦、灭火、受热面超温爆管等比较突出。

这些缺陷除与设备本身相关外,与锅炉偏离燃烧设计煤种有很大关系。

1电厂用煤的成分和性质电厂动力用煤按元素分析可包括碳、氢、氧、氮、硫、水分、灰分和煤质低位发热量。

其中水分和灰分是对燃烧不利的因素,会降低燃料的燃烧温度,妨碍可燃物的完全燃烧,增大排烟热损失。

氢和碳是燃料燃烧产生热量的来源,含碳量越高,煤就越难燃烧。

硫是造成锅炉受热面腐蚀的根本原因。

2煤质对锅炉稳定燃烧的影响2.1发热量在对煤质好坏进行判断时,通常会将煤的发热量作为重要的评判指标,一旦煤的发热量较低,则会对锅炉燃烧的稳定性带来影响,严重时还会导致锅炉熄火事故发生。

而且发热量较低的煤质也会造成锅炉出口温度达不到规定的要求,这必然会对正常的供热带来较大的影响。

2.2挥发分在燃煤燃烧的过程中,在较低的温度下挥发分就能够析出和燃烧,挥发分的析出会增加焦炭内部的空间以及外部的反应面积,有助于提高燃烧速度。

煤质变化对锅炉运行的影响及优化措施

煤质变化对锅炉运行的影响及优化措施

煤质变化对锅炉运行的影响及优化措施摘要:随着国内电力需求的强劲和火电装机容量的不断突破,电力和煤炭消费量的不断增加因此发电机组的运行受到严重威胁。

电站机组频繁发生锅炉着火结渣、发热超温爆管等事故,与锅炉所用煤不符合原设计要求有很大关系除设备本身存在问题外。

关键词:煤质变化;锅炉运行;优化措施;前言:许多发电厂因煤炭库存不足、停运等煤炭现象时有发生,同时由于电力和煤炭资源供需关系不平衡,许多发电厂使用的煤种与最初设计的煤种有很大的不同。

浓烟的强度降低了燃点温度降低了燃煤的燃烧速度,这是选择煤炭的一个重要特征。

一、煤质变化对锅炉运行的意义煤炭质量至关重要变化稳定理性剥削燃煤锅炉需要遵守煤质量标准和采取有效措施来解决审查用于燃煤锅炉的煤质量分析和剥削问题,建立有效的充分燃烧煤炭资源条件,提高资源分配和使用效率资源工业的社会经济发展与环境产品的和谐。

此外,煤炭质量的变化是环境污染的重要原因,因此,确保煤炭稳定也是应对国家环境建设的重要方式,加快经济发展模式的转变,提高煤炭资源的效率,减少污染的不完全燃烧,我们可以继续与潜在的污染作斗争,促进社会的可持续发展。

根据硫、碳、固定碳、蒸发程度和水分的比例,这些比例对发电厂能源效率的影响可以通过分解来研究。

在这些成分中,增加水分和灰对锅炉的燃烧有害,可能会阻碍煤与氧的接触,降低燃烧效率,从而降低燃烧温度。

与此同时,左拉的份额也是锅炉中左拉积聚的来源。

增加硫磺的比例将导致燃烧各种有害气体,如二氧化硫、氧化硫等,从而加剧锅炉内燃烧的化学腐蚀。

与此同时,煤中恒定碳的比例反映了炉中煤的燃烧程度,而恒定碳的燃烧程度越高,就越难完全燃烧。

二、煤质变化对锅炉运行的影响1.湿度影响。

以煤为基础的干燥发生在非常低的水位上,而从煤炭中提取的其他指标则产生了更高的干燥结果。

分析人员发现空气干燥器湿度异常,他需要通知飞行员检查情况。

煤中的水分可以分为内部水分和表面成分,它的存在不仅会降低热量,而且会降低烤箱的温度,因为热能的消耗,如蒸发,使尘埃难以燃烧,增加了影响正常煤炭供给的烟雾。

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。

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[收稿日期]2013-09-30[作者简介]童维风,男,安徽凤台人,助理工程师,从事航天炉煤气化工作。

浅析煤质对航天炉运行的影响童维风(安徽晋煤中能化工股份有限公司,安徽临泉236400)[中图分类号]TQ 052.71[文献标志码]B [文章编号]1004-9932(2014)03-0012-03我公司气化车间原料气的制备采用的是航天炉粉煤加压气化技术,根据实际情况选择适合航天炉经济、稳定运行的煤种一直是我们努力的任务和方向。

通过对原煤水分、灰分、挥发分、固定碳、灰熔点、热值等指标的分析,可以对煤质的性质做出初步判断,确定其应用的范围,达到充分、高效利用煤资源,提高企业经济效益的目的。

1水分对气化过程的影响根据煤中水分的结合状态,分为内在水分、外在水分和结晶水3大类。

水分对气化过程影响主要体现在以下几方面。

(1)干燥粉煤用的热风炉燃料气消耗增加为满足粉煤的加压输送,避免在输送和贮存过程中产生结块、架桥,磨煤机干燥单元必须控制合格的粉煤水分含量,一般要求粉煤水分含量≤2%(质量分数,下同)。

为控制合格的粉煤水分,对于制出相同质量的粉煤,水分越高的原煤消耗量就越多,用于原煤干燥的燃料气消耗量也就越多。

根据我公司的实际情况,通过估算,每烘干1t 水,需耗燃料气约263m 3,我公司的2套气化装置的日投煤量在1600t 左右,若原煤水分增加1%,则每天多耗燃料气4208m 3。

(2)磨机功耗增加原煤水分越高,对于磨出水分合格的相同质量的煤粉,所需要的原煤量也就越多,磨机的功耗和磨损就会增加。

(3)煤单耗增加对于气化来说,原煤中的水分增加,也就相对降低了煤中的有效成分,从而增加了原料煤的消耗。

总之,原料煤中的水分越低越好。

因此,要严格控制原料煤的水分,同时原料煤要堆放在煤棚中,避免外来水分进入煤中。

2灰分对气化过程的影响灰分指煤样在规定条件下完全燃烧后所得的残留物。

从气化反应角度来说,灰分在气化反应中是有害而无用的物质,不参加化学反应,也不产生合成气的有效成分,灰分熔融要消耗热量,增大比氧耗和比煤耗。

灰分越高,原煤中的有效成分就相对降低,同样的原煤量所产的气量就下降,原料煤消耗就会越高。

通过估算,煤种灰分每增加1%,吨氨煤耗就会增加0.1t 。

但对于采用以渣抗渣原理的航天炉来说,煤中的灰分尤其重要且具有特殊的意义。

航天炉燃烧室内设有水冷盘管,水冷盘管上有密集的抓钉,用于固定炉内向火面的耐火材料以保护水冷壁的安全运行。

在实际运行过程中,单靠耐火材料保护水冷壁是不够的,还要通过气化燃烧后的熔渣被甩到耐火材料上形成相对稳定的隔热层来有效保护水冷盘管的安全运行,因此原煤中必须要有足够的灰分才能够在燃烧后产生足够的渣用于保护气化炉水冷盘管。

粉煤进入气化炉和氧气燃烧后产生的渣一部分进入渣锁斗被排出,一部分进入灰水系统,少量的渣被甩到气化炉水冷壁的耐火材料上,用于保护水冷壁,这部分渣量虽少,但作用却很大。

原煤中的灰分过少时,燃烧后形成的渣量少,导致水冷壁耐火材料上无法挂渣,水冷盘管受辐射热较高而使耐火材料损坏,严重时对水冷盘管造成损害,因此,对于灰分较低的煤种,只能采取降低气化炉操作温度的方法维持运行。

2013年初,我公司就对灰分较低(5%左右)的新疆黑山煤进第3期2014年5月中氮肥M-Sized Nitrogenous Fertilizer Progress No.3May 2014行试烧,结果导致了气化炉挂渣困难,工况波动大,气化炉只能维持在低负荷运行,消耗较高。

灰分过高会影响原料煤的消耗及增大灰处理系统的负荷,造成产生的灰渣不能及时排出,影响气化装置的正常运行甚至导致停车。

2009年4月因煤种更换,灰分高达30%,工艺调整不及时造成淤浆无法及时抽出,最终导致沉降槽积满淤浆,气化装置被迫停车。

此外,灰分的增加加速了设备、管道、阀门的磨损,影响其使用寿命,给气化装置长周期稳定运行埋下隐患。

通过几年来航天炉在我公司的实际运行的摸索,适合航天炉的原煤灰分一般要求在10% 15%。

3灰熔点对气化过程的影响煤的灰熔点是指煤中的灰分达到一定温度以后,发生变形、软化和熔融时的温度,它与煤灰组成有关。

在煤灰成分中,Fe2O3、CaO、MgO、Na2O 及K2O属碱性组分,SiO2、Al2O3及TiO2属酸性组分。

一般而言,煤灰中酸性氧化物越多,煤的灰熔融性温度就越高;碱性氧化物越多,煤的灰熔融性温度就越低。

航天炉操作温度一般要求控制在高于煤灰流动温度50 100ħ,以保证气化炉液态排渣的正常。

对于低灰熔点(<1300ħ)的煤,气化炉操作温度可以控制在1400ħ左右,这个温度对于气化炉来说还是比较容易控制的,同时也能有效地保护耐火材料及水冷壁的安全运行,气化炉操作弹性空间较大,像神木地区的煤,就能很好利用;而对于高灰熔点(>1450ħ)的煤,要想提高操作温度(在其灰熔点以上100ħ操作)难度就会很大,1550ħ对航天炉耐火材料和水冷盘管来说,短时间不会造成损害,但很难维持长周期的安全运行,像晋城的长平煤,灰熔点都在1450ħ以上,很难实现单独试烧。

所以,为确保装置安全稳定运行,使用煤种的灰熔点最好在1450ħ以下。

在实际生产中,为追求经济利益的最大化,公司通过不同煤种的混烧达到降低灰熔点的目的。

灰熔点>1450ħ的长平煤和灰熔点在1200ħ的神木煤按合适比例混合时,混煤灰熔点能降到1350ħ,符合航天炉的使用要求;高灰熔点的煤也可以通过添加石灰石来降低灰熔点。

在实际生产中添加无效成分石灰石是不经济的,既增加了设备损耗又增加了煤耗;因此对于经济运行来说,配煤是比较有效的途径。

然而在混煤过程中,由于设备、人为等因素的制约很难实现均匀配比,加上煤质本身的波动,在燃烧过程中,操作温度已经超过低灰熔点煤的流动温度,低灰熔点的煤形成玻璃丝,而高灰熔点的煤还没有流动,这就会造成碳的转化率降低,灰渣残炭上升。

为追求经济运行就必须提高操作温度,使高灰熔点的煤达到流动温度,这就使得气化炉维持在较高的温度下运行,一旦煤质或煤量出现稍大波动,就会对气化炉工况造成很大影响;因此,气化炉很难在较高的温度下长周期稳定运行,同时炉温高,合成气中CO2含量高,有效气体成分偏低,消耗会有所上升。

2012年新疆煤、神木煤掺烧高灰熔点的长平煤时,控制温度较高,合成气中CO2含量高达15%,而低灰熔点的煤单烧或几种低灰熔点的煤掺烧时,合成气中CO2含量在8%左右。

鉴于此,在配煤时尽量选择灰熔点较为接近的煤进行混烧,这样有利于气化操作,可以有效降低灰渣残炭,降低消耗。

当然,煤场的管理也十分重要,要确保煤分类堆放,不同的煤按不同的比例掺烧,尽量避免煤种和掺烧比例的频繁调整,为气化炉稳定、经济、长周期运行创造条件。

4挥发分对气化过程的影响挥发分是煤化程度的一种表现。

挥发分高,煤炭变质程度低,发热量低,水分高;挥发分低,煤炭变质程度高,其发热量高,密度大,碳含量高。

挥发分是煤在900ħ隔绝空气加热7 min所损失的质量,这部分一般认为是煤在燃烧时形成火焰的主要成分。

对于单烧嘴顶喷式的气化烧嘴来说,粉煤从烧嘴喷出后,挥发分就会迅速燃烧释放出大量的热量。

挥发分高的煤一般固定碳含量相对偏低,如此,粉煤喷出烧嘴后大量的挥发分迅速燃烧,释放出热量,为固定碳的反应提供更多热能,从而提高了碳的转化率,降低了粗渣的残炭量,有利于煤耗的降低,挥发分越高这种效果就越明显。

但对航天炉来说,由于航天炉煤烧嘴采用顶喷式结构,挥发分燃烧释放出的大量热量使烧嘴·31·第3期童维风:浅析煤质对航天炉运行的影响处在较高的辐射热中,烧嘴头部容易出现皲裂、泄漏,影响其使用寿命;再者,挥发分过高,燃烧后的火焰刚性差,容易造成气化炉拱顶超温,影响装置的安全稳定运行,所以说煤中挥发分也不宜太高。

通过几年的实践摸索,一般要求煤种挥发分控制在30% 35%为宜。

5焦渣指数对气化过程的影响为进一步了解煤的特性,判断煤的性质,我公司对煤的焦渣指数进行了分析,用于指导航天炉气化装置的选煤和配煤工作,以稳定装置运行。

根据煤炭热分解以后剩余物质的不同形状,一般将焦渣指数分为以下8类。

(1)粉状。

全部是粉末,没有相互黏着的颗粒。

(2)黏着。

用手指轻碰即成为粉末状或基本上是粉末状。

(3)弱黏性。

用手指轻压即成小块。

(4)不熔融黏结。

用手指用力压裂成小块,焦渣上表面无光泽,下表面稍微有银白色光泽。

(5)不膨胀熔融黏结。

焦渣形成扁平的块,煤粒的界限不易分清,焦渣上表面有明显的银白色金属光泽,下表面银白色光泽更明显。

(6)微膨胀熔融黏结。

用手指压不碎,焦渣的上、下表面均有银白色金属光泽,但是焦渣表面具有较小的膨胀泡。

(7)膨胀熔融黏结。

焦渣上、下表面均有银白色金属光泽,但焦渣高度不超过15mm。

(8)强膨胀熔融黏结。

焦渣上、下表面有银白色金属光泽,焦渣高度超过15mm。

一般认为1 2类没有黏结性,3 4类为弱黏结性,5 8类有较强的黏结性,但该方法误差较大,人为因素可能会影响结果。

焦渣指数在1 2类的煤,由于燃烧后其几乎没黏性,在灰水系统中不易产生黏结,系统长时间运行激冷室内部都不易产生积灰、结渣;3 8类的煤具有黏结性,且类别越高黏结性越强,在灰水系统中越容易黏结、积灰、结渣,造成系统无法长周期安全运行。

所以对于有液态排渣的航天炉系统来说,使用的煤种焦渣指数在1 2类较为合适。

对煤的特性要做更深地了解,仅靠煤的常规工业分析和焦渣特性还是不够的,还需要对煤的灰分组成、黏温特性等进行分析。

在没有条件对煤作全面分析的情况下,焦渣特性分析对航天炉用煤做初步选择还是有很好的指导意义的。

6热值对气化过程的影响影响煤的发热量的主要因素是固定碳和挥发分含量的高低。

煤的发热量高,对于气化反应来说,相同的煤量所产生的热量也就越多,气化合成气产量也就越高,原煤消耗就会随之降低。

航天炉气化炉结构设计成形后,其各项参数就相对确定,对于煤种使用及热值的利用也就有了一定适应性。

粉煤从烧嘴喷出与氧气混合燃烧后,在炉膛停留的时间约5s,由于停留时间短,高热值的煤在炉膛得不到充分利用,这就造成系统粗渣、滤饼残炭升高。

热值高的煤使用后原煤消耗会有所下降,但折算成标煤耗时,消耗会明显高于低热值的原煤耗。

2013年初,公司航天炉系统对热值较高的新疆黑山煤(应用基热值在27000kJ/kg左右)进行试烧,试烧后,粗渣、滤饼残炭明显上升,粗渣的残炭由10%升至25%,滤饼残炭也由30%升至45%。

通过实践摸索并考虑到气化装置的经济性,入炉煤应用基热值控制在23000 25000kJ/kg 为宜。

7结语煤气化的发展日新月异,但都是以煤的本地化、经济化、提高煤炭利用率为导向的,根据实际情况选择适合公司的气化炉炉型,根据炉型选择适合的煤种。

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