煤气煤粉混烧炉窑助燃空气量及空气过剩系数的计算方法技术

本发明专利技术公开了一种煤气煤粉混烧炉窑的助燃空气量及空气过剩系数的计算方法。根据上述方案进行实施后，可在煤气煤粉混烧炉窑助燃空气计量缺失或者计量不准情况下，通过煤气的消耗量、煤粉的消耗量、煤气和煤粉的成分数据、烟气中成分数据、飞灰的特性数据等计算得到助燃空气量L

【技术实现步骤摘要】
煤气煤粉混烧炉窑助燃空气量及空气过剩系数的计算方法


[0001]本专利技术属于冶金燃气炉窑热平衡测试
，尤其涉及煤气煤粉混烧炉窑中，助燃空气量及空气过剩系数的计算方法。

技术介绍

[0002]钢铁在冶炼过程中产生了大量的煤气，如何利用好钢铁生产工艺中副产的高炉煤气资源，是相关技术人员普遍关心的问题。近年来，掺烧煤气的煤粉锅炉在一些钢铁厂取得了成功应用并逐步推广，而近年来，不仅是掺混煤气的煤粉锅炉，燃用煤气和煤粉的两种燃质的气煤混烧炉窑(也称为煤气煤粉混烧炉窑)也越来越多的被使用。煤气煤粉混烧炉窑有效地降低了煤气的放散率；而从钢铁厂的角度来看，采用煤粉与煤气混烧的方式能较好地利用煤气，有助于实现煤气管网的平衡；此外，煤粉掺烧煤气后，SO2、NO
x
和粉尘颗粒物的排放量与传统的煤粉锅炉相比均有较大幅度的降低。
[0003]节能降碳是冶炼钢铁及后处理和利用工艺中的一个持续要解决的技术问题和目标。炉窑热平衡测试是分析加热炉能量分布以及利用水平的一种科学方法。炉窑热平衡测试是提高能源利用效率、优化能源管理制度、降低能源消耗的重要基础工作，是制定节能降耗措施的科学依据。
[0004]而助燃空气量和空气过剩系统是炉窑热平衡测试和燃烧调节中重要热工参数。冶金行业中燃用煤气和煤粉两种燃质的煤气煤粉混烧炉窑在燃烧控制中助燃空气是有一定过量，煤气和煤粉燃烧后一般不会有未完全燃烧化学热损失，就是烟气中没有一氧化碳和碳氢化合物等可燃物质。但是很多情况下，煤气煤粉混烧炉窑缺少助燃空气量计量或者计量不准，无法确定煤气煤粉混烧炉窑助燃空气量和空气过剩系数，导致炉窑热平衡测试和空煤比调节无法正常进行。
[0005]综上所述，对于煤气煤粉混烧炉窑缺少助燃空气量计量或者计量不准的情况下，亟需一种能够获得煤气煤粉混烧炉窑的助燃空气量和空气过剩系数的计算方法。

技术实现思路

[0006]基于此，为了有效解决对于煤气煤粉混烧炉窑缺少助燃空气量计量或者计量不准的情况下无法获得助燃空气量和空气过剩系数的问题，提供一种煤气煤粉混烧炉窑的助燃空气量及空气过剩系数的计算方法。这为煤气煤粉混烧炉窑的热平衡计算和燃质燃烧调节奠定基础，也为煤气煤粉混烧炉窑的节能措施提供必要的参考数据。
[0007]为了实现上述目的，采用以下技术方案：
[0008]本专利技术提供一种煤气煤粉混烧炉窑的助燃空气量的计算方法，包括以下步骤：
[0009]采集煤气煤粉混烧炉窑测试期间的干空气中水分含量、煤气的消耗量、和煤粉的消耗量；对煤气煤粉混烧炉窑测试期间的煤气和煤粉进行取样并分析获得煤气和煤粉的成分数据；获取煤气煤粉混烧炉窑测试期间生成的煤渣的特性数据；
[0010]采集煤气煤粉混烧炉窑测试期间的烟气中成分数据、飞灰的特性数据；
[0011]使用第一计算式将煤气的消耗量、煤粉的消耗量、煤气的成分数据、煤渣的特性数据、烟气中成分数据和飞灰的特性数据进行整合，获得烟气量数据；
[0012]根据煤气的成分数据、煤粉的成分数据、烟气中成分数据和烟气量数据，利用第二计算式计算获得燃烧所需的干空气量；
[0013]根据燃烧所需的干空气量和干空气中水分含量，利用第三计算式计算获得燃烧所需的助燃空气量；
[0014]煤渣的特性数据包括煤渣生成量和进行取样并分析获得的煤渣的碳元素含量；飞灰的特性数据包括飞灰生成量和飞灰中的碳元素含量。
[0015]进一步地，煤气的成分数据为煤气的湿成分数据，包括：一氧化碳、氢气、甲烷、碳氢化合物、硫化氢、二氧化碳、氧气、氮气和水的含量；
[0016]煤粉的成分数据包括碳元素含量、氢元素含量、氧元素含量、氮元素含量、硫元素含、水分和灰分。
[0017]进一步地，烟气的成分数据为烟气的湿成分数据，包括：一氧化碳、二氧化碳、氧气、氮气和水的含量。
[0018]进一步地，其特征在于，所述第一计算式为：
[0019][0020]V
y
为烟气量，单位m3/h；
[0021]B
g
为煤气的消耗量，单位m3/h，B
s
为煤粉的消耗量，单位Kg/h；
[0022]CO
gs
，CH
4gs
,C
n
H
mgs
,CO
2gs
分别为煤气湿成分中的一氧化碳、甲烷、碳氢化合物和二氧化碳的含量，单位％；
[0023]C
ar
为煤粉的碳元素含量，单位％；
[0024]CO
2ys
别为烟气湿成分中的二氧化碳的含量，单位％；
[0025]M为煤渣生成量，单位Kg/h；
[0026]F为飞灰产生量，单位Kg/h；
[0027]C
M
为煤渣的碳元素含量，单位％；
[0028]C
F
为飞灰的碳元素含量，单位％。
[0029]进一步地，所述第二计算式为：
[0030][0031]L
n
为干空气量，单位m3/h；
[0032]V
y
为烟气量，单位m3/h；
[0033]N
2ys
为烟气湿成分中的氮气的含量，单位％；
[0034]N
2gs
为煤气湿成分中的氮气的含量，单位％；
[0035]N
ar
为煤粉中的氮元素含量，单位％；
[0036]B
g
为煤气的消耗量，单位m3/h；
[0037]B
s
为煤粉的消耗量，单位Kg/h。
[0038]进一步地，所述第三计算式为：
[0039]L
sn
＝L
n
+0.00124g
×
L
n
[0040]L
ns
为助燃空气量，单位m3/h；
[0041]L
n
为干空气量，单位m3/h；
[0042]g为干空气中水分含量，单位g/m3。
[0043]本专利技术提供一种煤气煤粉混烧炉窑的空气过剩系数的计算方法，包括以下步骤：
[0044]采用如上所述的计算方法获取的煤气的成分数据、煤粉的成分数据、煤气的消耗量和煤粉的消耗量；
[0045]使用第四计算式将煤气的消耗量、煤粉的消耗量、煤气的成分数据、煤粉的成分数据进行整合，获得理论干空气量；
[0046]根据理论干空气量和干空气中水分含量，利用第五计算式计算获得燃烧所需的理论助燃空气量；
[0047]根据理论助燃空气量和采用如上所述的计算方法获取的助燃空气量，利用第六计算式获取空气过剩系数。
[0048]进一步地，所述第四计算式为：
[0049][0050]L
o
为理论干空气量，单位m3/h；
[0051]B
g
为煤气的消耗量，单位m3/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤气煤粉混烧炉窑的助燃空气量的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：采集煤气煤粉混烧炉窑测试期间的干空气中水分含量、煤气的消耗量、和煤粉的消耗量；对煤气煤粉混烧炉窑测试期间的煤气和煤粉进行取样并分析获得煤气和煤粉的成分数据；获取煤气煤粉混烧炉窑测试期间生成的煤渣的特性数据；采集煤气煤粉混烧炉窑测试期间的烟气中成分数据、飞灰的特性数据；使用第一计算式将煤气的消耗量、煤粉的消耗量、煤气的成分数据、煤渣的特性数据、烟气中成分数据和飞灰的特性数据进行整合，获得烟气量数据；根据煤气的成分数据、煤粉的成分数据、烟气中成分数据和烟气量数据，利用第二计算式计算获得燃烧所需的干空气量；根据燃烧所需的干空气量和干空气中水分含量，利用第三计算式计算获得燃烧所需的助燃空气量；煤渣的特性数据包括煤渣生成量和进行取样并分析获得的煤渣的碳元素含量；飞灰的特性数据包括飞灰生成量和飞灰中的碳元素含量。2.如权利要求1所述的煤气煤粉混烧炉窑的助燃空气量的计算方法，其特征在于，煤气的成分数据为煤气的湿成分数据，包括：一氧化碳、氢气、甲烷、碳氢化合物、硫化氢、二氧化碳、氧气、氮气和水的含量；煤粉的成分数据包括碳元素含量、氢元素含量、氧元素含量、氮元素含量、硫元素含、水分和灰分。3.如权利要求1所述的煤气煤粉混烧炉窑的助燃空气量的计算方法，其特征在于，烟气的成分数据为烟气的湿成分数据，包括：一氧化碳、二氧化碳、氧气、氮气和水的含量。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的煤气煤粉混烧炉窑的助燃空气量的计算方法，其特征在于，所述第一计算式为：V
y
为烟气量，单位m3/h；B
g
为煤气的消耗量，单位m3/h，B
s
为煤粉的消耗量，单位Kg/h；CO
gs
，CH
4gs
,C
n
H
mgs
,CO
2gs
分别为煤气湿成分中的一氧化碳、甲烷、碳氢化合物和二氧化碳的含量，单位％；C
ar
为煤粉的碳元素含量，单位％；CO
2ys
别为烟气湿成分中的二氧化碳的含量，单位％；M为煤渣生成量，单位Kg/h；F为飞灰产生量，单位Kg/h；C
M
为煤渣的碳元素含量，单位％；C
F
为飞灰的碳元素含量，单位％。5.如权利要求1
‑
3任一项所述的煤气煤粉混烧炉窑的助燃空气量的计算方法，其特征在于，所述第二计算式为：
L
n
为干空气量，单位m3/h；V
y
为烟气量，单位m3/h；N
2ys
为烟气湿成分中...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊河雲，刘功国，齐建玲，王海波，
申请(专利权)人：攀钢集团研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：