一种燃煤锅炉经济性适用煤种的筛选方法技术

本发明专利技术公开了一种燃煤锅炉经济性适用煤种的筛选方法，属于燃煤发电领域，包括锅炉燃煤燃烧特征曲线生成、锅炉燃煤失重起始温度T

【技术实现步骤摘要】
一种燃煤锅炉经济性适用煤种的筛选方法


[0001]本专利技术涉及燃煤发电领域，具体涉及燃煤锅炉经济性适用煤种的筛选方法。

技术介绍

[0002]在未来相当长一段时间内，采用掺煤锅炉发电及供热仍是用能的主要形式，随着锅炉容量及参数的不断加大，电厂耗煤量也在逐渐增加，但受锅炉原设计煤种的采购及运输成本的影响，发电企业不得不采用不同种类的劣质煤进行掺混燃烧以达到降低发电成本的目的。然而，如何筛选出不同性质的劣质煤掺混搭配燃烧，以使其整体性能达到或接近锅炉原设计煤种，对发电企业来讲是一项急需解决的关键技术。故研究适用性特定锅炉经济环保运行的不同劣质煤筛选方法对于指导发电企业经济安全运行意义重大。许多学者对此问题进行了研究，并给出了许多判别方法，比如专利CN201610165473.6公开了一种非接触式煤种自动识别及示踪系统及方法，专利CN201120557857.5公开了一种在线入厂煤质检测系统装置，CN200910181428.X公开了一种输送带上煤炭成分实时检测装置，基于改进信度函数分配法[赵亮宇，田亮，王琪，等，华北电力大学学报，2011，38(04)：70
‑
75]，基于联合概率密度判别器和神经网络技术法[谭丞，李晓敏，徐立军，等，机械工程学报，2010，46(18)：18
‑
23]等。但这些方法均基于燃煤本身的“燃料热值”、“挥发分”和“硫份”等指标进行检测，而这些指标并不能直接给出该煤种是否适合在特定锅炉里燃尽的直接判断。理论上，在炉内正常的停留时间内能够完全燃尽的燃煤，是最可能符合锅炉灵活性、超低排放和超低能耗要求的经济性燃煤，所以发展一种燃煤锅炉经济性适用煤种的筛选方法具有重要的实际意义。

技术实现思路

[0003]为了克服现有方法只针对燃煤本身的“燃料热值”、“挥发分”和“硫份”等指标进行检测，而忽略燃煤本身是否满足特定锅炉的适用煤种判别参数，本专利技术提供了一种燃煤锅炉经济性适用煤种的筛选方法，该方法能够将特定锅炉燃尽指标飞灰含碳量C
fh
、炉渣含碳量C
hz
与煤种的失重起始温度T
s
、燃尽温度T
f
相关联起来，从而确定特定锅炉适用煤种的判别参数T
s,opt
、T
f,opt
。
[0004]本专利技术所采用的技术方案如下：一种燃煤锅炉经济性适用煤种的筛选方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
[0005](a)锅炉燃煤燃烧特征曲线(TG)生成
[0006]在步骤(a)中采用的试验设备为热重分析仪，其主要指标包括：1)测量温度范围为TG
‑
DSC，室温到
‑
1000℃。2)重量测量精度为10μg。3)测量的气氛是空气和惰性气体，升温速度：TGA：0.1
‑
200℃/分(以0.1℃为增量)；温度精度：
±
2℃，DTA：准确度：1％，扫描速率：100℃/min。试验参数为升温速：20℃/min；工作气氛：压缩空气，气体流量130mL/min；煤样质量：11
‑
13mg，煤粉细度180目筛分，试验时，以20℃/min的升温速率升至110℃，并在110℃保温5min失去水分，再以20℃/min的升温速率从110℃升温至850℃，并在850℃下保温5min，
得到燃煤燃烧特征曲线(TG曲线)；
[0007](b)锅炉燃煤失重起始温度T
s
和燃尽温度T
f
的确定
[0008]通过上述步骤(a)得到TG燃烧特征曲线，其中TG曲线为燃煤重量随燃烧温度的变化曲线。将TG曲线进行数学处理，得到燃煤的燃煤失重起始温度T
s
和燃尽温度T
f
，具体做法为：TG曲线台阶前水平处作切线与曲线拐点处作切线的相交点，作为失重起始温度T
s
的参考温度点，TG台阶后水平处作切线与曲线拐点处作切线的相交点，作为燃尽温度T
f
的参考温度点；
[0009](c)锅炉燃尽指标飞灰含碳量C
fh
、炉渣含碳量C
hz
的检测
[0010]进行锅炉燃尽指标飞灰含碳量C
fh
、炉渣含碳量C
hz
检测，如记录周期为一个月，同时采用步骤(a)、(b)记录燃煤失重起始温度T
s
和燃尽温度T
f
，将检测数据{C
fh1 C
fh2 C
fh3
ꢀ……ꢀ
C
fhn
}、{C
hz1 C
hz2 C
hz3
ꢀ……ꢀ
C
hzn
}、{T
s1 T
s2 T
s3
ꢀ……ꢀ
T
sn
}和{T
f1 T
f2 T
f3
ꢀ……ꢀ
T
fn
}进行相关联，基于最小二乘拟合成C
fh
/C
hz
‑
T
s
曲线和C
fh
/C
hz
‑
T
f
曲线，其中C
fh
/C
hz
‑
T
s
曲线表示飞灰含碳量C
fh
、炉渣含碳量C
hz
与失重起始温度T
s
的对应关系，如式(1)所示；C
fh
/C
hz
‑
T
f
曲线表示飞灰含碳量C
fh
、炉渣含碳量C
hz
与燃尽温度T
f
的对应关系，如式(2)所示：
[0011]C
fh
/C
hz
＝β0+β1T
s
ꢀꢀꢀ
(1)
[0012]C
fh
/C
hz
＝α0+α1T
f
ꢀꢀꢀ
(2)
[0013]式中β0、α0为回归常数，β1、α1为回归系数。因为记录的采样点个数远大于回归变量个数，因此回归参数估计方法使用最小二乘估计。对于记录周期中的n组检测数据，其回归模型如式(3)和(4)所示：
[0014]C
fhi
/C
hzi
＝β0+β1T
si
(i＝1,2,
…
,n)
ꢀꢀꢀ
(3)
[0015]C
fhi
/C
hzi
＝α0+α1T
fi
(i＝1,2,
…
,n)
ꢀꢀꢀ
(4)
[0016]则相应雅可比矩阵如式(5)所示：
[0017][0018]记：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃煤锅炉经济性适用煤种的筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)确定锅炉燃煤失重起始温度T
s
和燃尽温度T
f
，对燃煤进行分析得到燃烧特征曲线TG曲线，得到燃煤的燃煤失重起始温度T
s
和燃尽温度T
f
，(b)确定锅炉适用煤种判别参数T
s,opt
、T
f,opt
，采集锅炉燃尽指标飞灰含碳量C
fh
、炉渣含碳量C
hz
，同时采用所述(a)的方法采集燃煤的失重起始温度T
s
和燃尽温度T
f
，将检测数据{C
fh1 C
fh2
C
fh3
······
C
fhn
}、{C
hz1 C
hz2 C
hz3
······
C
hzn
}、{T
s1 T
s2 T
s3
······
T
sn
}和{T
f1 T
f2 T
f3
······
T
fn
}进行相关联，基于最小二乘拟合成C
fh
/C
hz
‑
T
s
曲线和C
fh
/C
hz
‑
T
f
曲线，其中C
fh
/C
hz
‑
T
s
曲线表示飞灰含碳量C
fh
、炉渣含碳量C
hz
与失重起始温度T
s
的对应关系，如式(1)所示；C
fh
/C
hz
‑
T
f
曲线表示飞灰含碳量C
fh
、炉渣含碳量C
hz
与燃尽温度T
f
的对应关系，如式(2)所示：C
fh
/C
hz
＝β0+β1T
s
ꢀꢀꢀ
(1)C
fh
/C
hz
＝α0+α1T
f
ꢀꢀꢀ
(2)式中β0、α0为回归常数，β1、α1为回归系数；结合锅炉的整体经济运行情况，选定燃尽指标，即临界飞灰含碳量C
fh,l
和临界炉渣含碳量C
hz,l
，从C
fh
/C
hz
‑
T
s
和C
fh
/C...

【专利技术属性】
技术研发人员：周怀春，王志，彭献永，余波，李框宇，刘可心，
申请(专利权)人：江苏汉光智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：