掺烧煤的工程应用研究2西安热工院.pptx

掺烧煤种及掺烧方式选择掺烧煤种及掺烧方式选择的工程应用研究的工程应用研究主要内容主要内容基本原理基本原理掺烧煤种的选择掺烧煤种的选择掺烧方式的选择掺烧方式的选择掺烧工程应用研究举例掺烧工程应用研究举例结束语结束语基本原理基本原理基本原理基本原理:锅炉对燃煤特性（甚至是煤种）锅炉对燃煤特性（甚至是煤种）有一定的适应范围（有一定的适应范围（a a）(1)(1)燃煤特性燃煤特性(存在适应某锅炉的非设计煤种存在适应某锅炉的非设计煤种)（a a）燃煤的元素分析反映的燃煤特性虽然不同）燃煤的元素分析反映的燃煤特性虽然不同,但只要燃煤但只要燃煤的发热量、着火特性、结渣特性及燃尽特性等关键的动力特的发热量、着火特性、结渣特性及燃尽特性等关键的动力特性相同或相近性相同或相近锅炉是可以单独燃用或掺烧该类煤种，且锅炉是可以单独燃用或掺烧该类煤种，且炉内炉内燃烧效果燃烧效果与与锅炉运行特性数据锅炉运行特性数据不会受到大的影响。不会受到大的影响。（b b）动力特性相同或相近的燃煤在自然界总是存在的。）动力特性相同或相近的燃煤在自然界总是存在的。燃烧效果燃烧效果：炉内燃烧：炉内燃烧,结渣、沾污，锅炉热效率与烟气排放结渣、沾污，锅炉热效率与烟气排放 等指标；等指标；运行特性：运行特性：锅炉带负荷能力、调节性能及蒸汽参数等。锅炉带负荷能力、调节性能及蒸汽参数等。基本原理基本原理基本原理基本原理:锅炉对燃煤特性（甚至是煤种）锅炉对燃煤特性（甚至是煤种）有一定的适应范围（有一定的适应范围（b b)(2)(2)锅炉设计锅炉设计(锅炉具备燃用非设计煤的能力锅炉具备燃用非设计煤的能力)(a)(a)锅炉选型及设计是以锅炉选型及设计是以设计煤种设计煤种为依据进行的为依据进行的,并考并考虑了对虑了对校核煤种校核煤种的适应性。这就是说，在锅炉设计过的适应性。这就是说，在锅炉设计过程中已经考虑了锅炉燃用或掺烧燃煤特性在程中已经考虑了锅炉燃用或掺烧燃煤特性在设计煤种设计煤种和和校核煤种校核煤种范围内变化的非设计煤种。范围内变化的非设计煤种。（b b）煤种不同时，大容量锅炉的煤种不同时，大容量锅炉的炉膛结构参数炉膛结构参数趋于趋于接近；接近；煤质特性相近时，不同煤种锅炉选择的是煤质特性相近时，不同煤种锅炉选择的是同同型锅炉；型锅炉；锅炉设计的规范化及产品的锅炉设计的规范化及产品的规格化规格化,允许允许同同型锅炉的型锅炉的燃煤特性有一定的变化的。燃煤特性有一定的变化的。基本原理基本原理基本原理基本原理:锅炉对燃煤特性（甚至是煤种）锅炉对燃煤特性（甚至是煤种）有一定的适应范围（有一定的适应范围（d d）(3)(3)锅炉运行锅炉运行 锅炉运行参数具有一定的调节范围锅炉运行参数具有一定的调节范围,使锅炉对煤种的使锅炉对煤种的适应范围增加。比如一次风速的调整使锅炉对燃煤着适应范围增加。比如一次风速的调整使锅炉对燃煤着火性能的适应范围增加；煤粉细度的调整使锅炉对燃火性能的适应范围增加；煤粉细度的调整使锅炉对燃煤燃尽性能的适应范围增加；火焰中心位置的调整使煤燃尽性能的适应范围增加；火焰中心位置的调整使锅炉对燃煤水分、挥发分的适应范围增加；制粉系统锅炉对燃煤水分、挥发分的适应范围增加；制粉系统出力足够的余量使锅炉对燃煤热值变化的适应范围增出力足够的余量使锅炉对燃煤热值变化的适应范围增加加 基本原理基本原理基本原理基本原理:锅炉对燃煤特性（甚至是煤种）锅炉对燃煤特性（甚至是煤种）有一定的适应范围（有一定的适应范围（c c）(4)(4)燃烧器燃烧器(燃烧器具备燃用非设计煤的能力燃烧器具备燃用非设计煤的能力)(a)(a)近几十年近几十年,300MW,300MW机组等级以上的中大容量切圆燃烧机组等级以上的中大容量切圆燃烧锅炉的锅炉的燃烧器的布置方式燃烧器的布置方式几乎都是几乎都是烟煤布置形式烟煤布置形式,燃烧燃烧器形式也趋于一致器形式也趋于一致;墙式燃烧锅炉的燃烧器形式及布置墙式燃烧锅炉的燃烧器形式及布置方式也趋于一致方式也趋于一致,受煤种的影响较小受煤种的影响较小,差异仅是布置间差异仅是布置间隔或燃烧器参数等上的不同。隔或燃烧器参数等上的不同。(b)(b)燃烧器的功率增加燃烧器的功率增加,其稳燃能力明显增强其稳燃能力明显增强,对燃煤对燃煤的适应能力相应增强。的适应能力相应增强。(c)(c)我国开发的燃烧器种类多我国开发的燃烧器种类多,其中有专门针对煤种多其中有专门针对煤种多变而开发的燃烧器，从变而开发的燃烧器，从燃烧稳定性燃烧稳定性方面可明显提高锅方面可明显提高锅炉对燃煤的适应范围。炉对燃煤的适应范围。基本原理基本原理TPRITPRI开发的直流燃烧器开发的直流燃烧器基本原理基本原理基本原理基本原理:锅炉对燃煤特性（甚至是煤种）锅炉对燃煤特性（甚至是煤种）有一定的适应范围（有一定的适应范围（d d）(5)(5)影响锅炉对燃煤适应性的主要因素影响锅炉对燃煤适应性的主要因素(a)(a)锅炉容量锅炉容量 大容量锅炉大容量锅炉对燃煤的适应能力优于中小容量锅炉对燃煤的适应能力优于中小容量锅炉,锅炉容量越大锅炉容量越大,其对燃煤的适应能力越强。其对燃煤的适应能力越强。(b)(b)燃烧效果燃烧效果 当锅炉当锅炉某方面能力越强某方面能力越强（比如（比如稳燃稳燃或或预防结渣预防结渣方面），其对燃煤方面），其对燃煤的适应能力越强；反之亦然。的适应能力越强；反之亦然。(c)(c)人为标准人为标准 对对炉内燃烧效果及运行特性炉内燃烧效果及运行特性的的人为标准人为标准越低，其锅炉对燃煤特性越低，其锅炉对燃煤特性的适应范围越宽；反之亦然。的适应范围越宽；反之亦然。基本原理基本原理基本原理基本原理:锅炉对燃煤特性（甚至是煤种）锅炉对燃煤特性（甚至是煤种）有一定的适应范围（有一定的适应范围（d d）(5)(5)影响锅炉对燃煤适应性的主要因素影响锅炉对燃煤适应性的主要因素(d)(d)制粉系统出力制粉系统出力 制粉系统出力余量越大，其锅炉对燃煤的适应能力越制粉系统出力余量越大，其锅炉对燃煤的适应能力越强；反之亦然。强；反之亦然。(e)(e)掺烧比例掺烧比例 非设计煤的掺烧比例越小，锅炉对非设计燃煤的适应非设计煤的掺烧比例越小，锅炉对非设计燃煤的适应能力越强；反之亦然。能力越强；反之亦然。掺烧或燃用非设计煤的选择掺烧或燃用非设计煤的选择(a)(a)锅炉虽然可以掺烧或燃用非设计煤，但其数量有限，绝非锅炉虽然可以掺烧或燃用非设计煤，但其数量有限，绝非所有的煤种。因此，无论因降低运营成本主动掺烧非设计所有的煤种。因此，无论因降低运营成本主动掺烧非设计煤；还是因外界因素被动掺烧非设计煤，都必须选择合适煤；还是因外界因素被动掺烧非设计煤，都必须选择合适的非设计煤种作为锅炉的掺烧或燃用煤种。的非设计煤种作为锅炉的掺烧或燃用煤种。选择掺烧煤种，必须建立一定的依据和选择方法，必须进选择掺烧煤种，必须建立一定的依据和选择方法，必须进行掺烧煤种的可行性研究，为电厂燃煤管理提供科学依据，行掺烧煤种的可行性研究，为电厂燃煤管理提供科学依据，以免盲目选择掺烧煤造成锅炉无法燃用而被动停机等不必以免盲目选择掺烧煤造成锅炉无法燃用而被动停机等不必要的损失；或使电厂运营成本的增加。要的损失；或使电厂运营成本的增加。被动掺烧时，必须以锅炉去适应燃煤，这很有可能涉及到被动掺烧时，必须以锅炉去适应燃煤，这很有可能涉及到锅炉的改造。在进行改造前，必须进行改造方案的可行性锅炉的改造。在进行改造前，必须进行改造方案的可行性研究，以免造成锅炉设备的反复改造，造成不必要的经济研究，以免造成锅炉设备的反复改造，造成不必要的经济损失。损失。掺烧或燃用非设计煤的选择掺烧或燃用非设计煤的选择(b)(b)1 1、选择的依据（、选择的依据（a a）在燃用非设计煤时，需满足下述条件：在燃用非设计煤时，需满足下述条件：（1 1）不影响锅炉及辅机的安全运行；不影响锅炉及辅机的安全运行；（2 2）炉内燃烧效果及）炉内燃烧效果及运行特性必须得到基本保证运行特性必须得到基本保证；（3 3）不影响机组的带负荷能力；）不影响机组的带负荷能力；（4 4）锅炉排放烟气必须满足环保要求）锅炉排放烟气必须满足环保要求（有脱硫脱硝设备时非必要条件）（有脱硫脱硝设备时非必要条件）；（5 5）主动选择时，掺烧煤种的运营费用必）主动选择时，掺烧煤种的运营费用必 须小于设计煤种；须小于设计煤种；（6 6）被动选择时，应通过锅炉改造尽可能）被动选择时，应通过锅炉改造尽可能 地提高锅炉与掺烧煤种的匹配性。地提高锅炉与掺烧煤种的匹配性。掺烧或燃用非设计煤的选择掺烧或燃用非设计煤的选择(c)(c)1 1、选择的依据（、选择的依据（b b）主动选择的依据和原则主动选择的依据和原则:当主动选择锅炉燃用或掺烧非设计煤种时，炉内燃烧当主动选择锅炉燃用或掺烧非设计煤种时，炉内燃烧效果及运行特性至少应能够满足效果及运行特性至少应能够满足人为标准人为标准。目前，对目前，对炉内燃烧效果及运行特性炉内燃烧效果及运行特性的要求并无统一标准的要求并无统一标准和严格的规范，各个电厂的要求也不尽相同，带有很大和严格的规范，各个电厂的要求也不尽相同，带有很大的人为因素，因而暂定义为的人为因素，因而暂定义为人为标准人为标准。原则：原则：以煤种去适应锅炉，以煤种去适应锅炉，人为标准人为标准不能使不能使炉内燃烧效炉内燃烧效果及运行特性果及运行特性降低过多，更不能影响锅炉的安全运行。降低过多，更不能影响锅炉的安全运行。掺烧或燃用非设计煤的选择掺烧或燃用非设计煤的选择(d)(d)1 1、选择的依据（、选择的依据（c c）被动适应的代价被动适应的代价:当锅炉被动掺烧或燃用非设计煤种时，其锅炉运行特当锅炉被动掺烧或燃用非设计煤种时，其锅炉运行特性不能够满足正常要求或人为标准时，其代价是：性不能够满足正常要求或人为标准时，其代价是：在在炉内燃烧效果及运行特性炉内燃烧效果及运行特性某方面做出某方面做出难以忍受的重难以忍受的重大牺牲大牺牲（通常为锅炉热效率及蒸汽参数）（通常为锅炉热效率及蒸汽参数）；或将该非设计煤作或将该非设计煤作为锅炉新的设计煤种，对锅炉进行某种改造；通常，为锅炉新的设计煤种，对锅炉进行某种改造；通常，仅推荐对燃烧系统或对流受热面进行必要的改造；但仅推荐对燃烧系统或对流受热面进行必要的改造；但当两者特别不匹配时，从长远利益考虑，甚至需要对当两者特别不匹配时，从长远利益考虑，甚至需要对锅炉或辅助设备进行重大改造。锅炉或辅助设备进行重大改造。原则：原则：以锅炉特性去适应燃煤特性。以锅炉特性去适应燃煤特性。掺烧或燃用非设计煤的选择掺烧或燃用非设计煤的选择(e)(e)1 1、选择的依据（、选择的依据（d d）经济性要求经济性要求:被动掺烧或燃用非设计煤且需锅炉改造时，尽可能地被动掺烧或燃用非设计煤且需锅炉改造时，尽可能地避免重大改动，且需计算改造投资及其成本的回收；避免重大改动，且需计算改造投资及其成本的回收；在需要进行重大改造时，还必须长远考虑锅炉对煤炭在需要进行重大改造时，还必须长远考虑锅炉对煤炭市场的适应性。市场的适应性。主动掺烧或燃用非设计煤的目的是降低运行成本，在主动掺烧或燃用非设计煤的目的是降低运行成本，在保证炉内燃烧和锅炉运行特性满足基本要求时，机组保证炉内燃烧和锅炉运行特性满足基本要求时，机组总的运营成本总的运营成本必须必须是降低的。（运行成本是降低的。（运行成本+检修成本）检修成本）掺烧或燃用非设计煤的选择掺烧或燃用非设计煤的选择(f)(f)2 2、选择方法（、选择方法（a a）比较法：比较法：比较燃煤特性进行选择比较燃煤特性进行选择 （1 1）燃煤的着火特性）燃煤的着火特性；（2 2）燃煤的结渣沾污特性；）燃煤的结渣沾污特性；（3 3）燃煤的燃尽特性；）燃煤的燃尽特性；（4 4）燃煤的排放特性（）燃煤的排放特性（N N、S S）；）；（5 5）燃煤的热值及可磨性指数；）燃煤的热值及可磨性指数；（6 6）制粉系统的安全性及其它等。）制粉系统的安全性及其它等。掺烧或燃用非设计煤的选择掺烧或燃用非设计煤的选择(g)(g)2 2、选择方法（、选择方法（b b）判断法：判断法：根据燃煤特性与炉膛结构参数，通过锅炉根据燃煤特性与炉膛结构参数，通过锅炉与燃煤的耦合性研究进行选择与燃煤的耦合性研究进行选择 依据锅炉的炉膛结构参数、燃烧器形式及布置方式、制粉依据锅炉的炉膛结构参数、燃烧器形式及布置方式、制粉系统等，系统等，按照燃煤与炉型耦合原理预测锅炉掺烧非设计煤按照燃煤与炉型耦合原理预测锅炉掺烧非设计煤种的燃烧效果及运行特性，并从以下几个方面判断其是否种的燃烧效果及运行特性，并从以下几个方面判断其是否满足满足人为标准人为标准。（1 1）锅炉的燃烧稳定性及）锅炉的燃烧稳定性及炉膛的结渣状况；炉膛的结渣状况；（2 2）锅炉的热效率及排放状况（）锅炉的热效率及排放状况（NOxNOx、SOxSOx）；）；（3 3）蒸汽参数等及机组的带负荷能力；）蒸汽参数等及机组的带负荷能力；（4 4）制粉系统的运行安全性、设备磨损状况）制粉系统的运行安全性、设备磨损状况 及受热面的高温腐蚀等。及受热面的高温腐蚀等。掺烧或燃用非设计煤的选择掺烧或燃用非设计煤的选择(h)(h)3、两种方法的优劣（、两种方法的优劣（a）比较法只关注煤比较法只关注煤,比较简单，易掌握，对专业知识面比较简单，易掌握，对专业知识面要求相对窄；但在主动选择掺烧时，可供选择的煤要求相对窄；但在主动选择掺烧时，可供选择的煤源范围比较小，煤炭市场通常未必能满足。源范围比较小，煤炭市场通常未必能满足。在实际中，比较法是电厂选择煤源，采购煤的依据，在实际中，比较法是电厂选择煤源，采购煤的依据，当燃煤特性的元素分析等相近时，通常将其与设计当燃煤特性的元素分析等相近时，通常将其与设计煤视为同一种煤。从严格意义上讲，比较法选择的煤视为同一种煤。从严格意义上讲，比较法选择的煤种虽然属于非设计煤；但从燃煤特性划分上看，煤种虽然属于非设计煤；但从燃煤特性划分上看，仍然属于设计煤种。仍然属于设计煤种。掺烧或燃用非设计煤的选择掺烧或燃用非设计煤的选择(i)(i)3、两种方法的优劣（、两种方法的优劣（b）判断法同时关注煤与锅炉判断法同时关注煤与锅炉,重点是两者之间的匹配性重点是两者之间的匹配性,专专业性很强，对知识面的要求相对宽，较难掌握；但可业性很强，对知识面的要求相对宽，较难掌握；但可供锅炉选择的煤源范围比较宽，煤炭市场总能满足。供锅炉选择的煤源范围比较宽，煤炭市场总能满足。在实际中，特性差异较大的燃煤通常被视为不同种煤。在实际中，特性差异较大的燃煤通常被视为不同种煤。锅炉在选用此种煤时，才是真正意义上的掺烧或燃用锅炉在选用此种煤时，才是真正意义上的掺烧或燃用非设计煤种。在这种情况下，非设计煤种。在这种情况下，比较法比较法是不适应的（全是不适应的（全部持否定态度）；判断法则会根据部持否定态度）；判断法则会根据锅炉自身的特性锅炉自身的特性与与燃煤的动力特性燃煤的动力特性去甄别对待，从中总能够选出合适锅去甄别对待，从中总能够选出合适锅炉燃用或掺烧的非设计煤种。炉燃用或掺烧的非设计煤种。掺烧或燃用非设计煤的选择掺烧或燃用非设计煤的选择(j)(j)4 4、可行性研究（、可行性研究（a a）（1）选择煤源：）选择煤源：在电厂采用在电厂采用比较法比较法无法选择出合适煤种时，无法选择出合适煤种时，首先采用首先采用判断法对锅炉拟掺烧或燃用的非设计煤种的燃煤特性提判断法对锅炉拟掺烧或燃用的非设计煤种的燃煤特性提出要求；出要求；电厂根据煤炭市场情况，选择几种煤源相对电厂根据煤炭市场情况，选择几种煤源相对充足（能在某时段内稳定供应）、价格相对便宜（降低充足（能在某时段内稳定供应）、价格相对便宜（降低运行成本的需要）、燃煤特性符合运行成本的需要）、燃煤特性符合所提出的拟掺烧或所提出的拟掺烧或燃用的非设计煤种煤质特性的燃煤作为目前或今后某时燃用的非设计煤种煤质特性的燃煤作为目前或今后某时段内锅炉拟燃用或掺烧的备选煤种；为可行性的进一步段内锅炉拟燃用或掺烧的备选煤种；为可行性的进一步研究锁定研究对象，为电厂扩大煤源做好资料储备。研究锁定研究对象，为电厂扩大煤源做好资料储备。掺烧或燃用非设计煤的选择掺烧或燃用非设计煤的选择(k)(k)4 4、可行性研究（、可行性研究（b b）（2）制定研究方案制定研究方案 选定煤种后，制定锅炉拟掺烧或燃用非设计煤的研究方选定煤种后，制定锅炉拟掺烧或燃用非设计煤的研究方案。通常有两种研究方法可供选择：案。通常有两种研究方法可供选择：从实用角度出发，以现场试验为主（必要时也可进行从实用角度出发，以现场试验为主（必要时也可进行简单的试验室研究），解决实际问题，节约研究费用；简单的试验室研究），解决实际问题，节约研究费用；从研究的完整性出发，先进行试验室的全面试验研究，从研究的完整性出发，先进行试验室的全面试验研究，然后再进行现场试验。然后再进行现场试验。从技术角度看，两种方法可以根据研究者对燃煤及锅从技术角度看，两种方法可以根据研究者对燃煤及锅炉特性的掌握程度进行选择；当研究者无法根据煤炉特性的掌握程度进行选择；当研究者无法根据煤常规分析常规分析与锅炉准确预测现场试验结果时，采用第与锅炉准确预测现场试验结果时，采用第方法稳妥。方法稳妥。掺烧或燃用非设计煤的选择掺烧或燃用非设计煤的选择(l)(l)4 4、可行性研究（、可行性研究（c c）（3）试验室研究（略）试验室研究（略）（4）进行现场）进行现场掺烧试验掺烧试验及掺烧煤种的及掺烧煤种的燃烧调整试验燃烧调整试验，前者试验目的是确定各种拟掺烧的非设计煤种的前者试验目的是确定各种拟掺烧的非设计煤种的最大掺烧比例最大掺烧比例(包括单独燃用包括单独燃用)、最佳掺烧比例、掺烧、最佳掺烧比例、掺烧方式及简单的运行操作方式；方式及简单的运行操作方式；后者试验目的是在后者试验目的是在寻求最佳掺烧比例下的运行优化操作方式；同时，寻求最佳掺烧比例下的运行优化操作方式；同时，在最佳掺烧比例及最佳运行工况下，测取锅炉运行在最佳掺烧比例及最佳运行工况下，测取锅炉运行特性参数等，以获得各种拟掺烧的非设计煤的基础特性参数等，以获得各种拟掺烧的非设计煤的基础运行数据，为锅炉燃烧效果与运行特性比较及经济运行数据，为锅炉燃烧效果与运行特性比较及经济性分析等提供基础数据。性分析等提供基础数据。掺烧或燃用非设计煤的选择掺烧或燃用非设计煤的选择(m)(m)4 4、可行性研究（、可行性研究（d d）（5）根据掺烧试验结果，将炉内燃烧效果与运行特）根据掺烧试验结果，将炉内燃烧效果与运行特性能够满足电厂性能够满足电厂人为标准人为标准的各种拟掺烧的非设计煤的各种拟掺烧的非设计煤作为可选用的掺烧或单烧煤种，并按照其掺烧效果作为可选用的掺烧或单烧煤种，并按照其掺烧效果及运行特性的优劣对其进行排队；及运行特性的优劣对其进行排队；（6）分别计算可选的掺烧或单烧煤种的运营成本，）分别计算可选的掺烧或单烧煤种的运营成本，并按照其运营成本的高低次序进行排队，以便电厂并按照其运营成本的高低次序进行排队，以便电厂按照运行成本最低的原则、煤源供应情况以及锅炉按照运行成本最低的原则、煤源供应情况以及锅炉的燃烧效果与运行特性等方面综合考虑，最终确定的燃烧效果与运行特性等方面综合考虑，最终确定试验锅炉掺烧或燃用的非设计煤种；试验锅炉掺烧或燃用的非设计煤种；掺烧或燃用非设计煤的选择掺烧或燃用非设计煤的选择(n)(n)4 4、可行性研究（、可行性研究（e e）（7）被动掺烧时，根据现场掺烧试验结果，重点分析掺）被动掺烧时，根据现场掺烧试验结果，重点分析掺烧或燃用的非设计煤种与锅炉的匹配程度及存在的主烧或燃用的非设计煤种与锅炉的匹配程度及存在的主要问题，并提出针对性的锅炉改进方案，并对改造方要问题，并提出针对性的锅炉改进方案，并对改造方案进行经济性分析，以便选择性价比最优的技术改造案进行经济性分析，以便选择性价比最优的技术改造方案。方案。（8）编写研究报告，对整个研究工作进行归纳总结，）编写研究报告，对整个研究工作进行归纳总结，对掺烧或燃用的非设计煤种从运行效果及经济分析两对掺烧或燃用的非设计煤种从运行效果及经济分析两方面提出明确的结论（方面提出明确的结论（涉及商业秘密的涉及商业秘密的煤源情况电厂自行研究）煤源情况电厂自行研究），以便电厂以此及煤源情况为据选择出试验锅炉掺烧，以便电厂以此及煤源情况为据选择出试验锅炉掺烧或燃用的非设计煤种。或燃用的非设计煤种。掺烧或燃用非设计煤的选择掺烧或燃用非设计煤的选择(n)(n)5 5、运营成本计算（、运营成本计算（a a）1 1）每度电的运行成本：每度电的运行成本：P Py y=b=bg gPPb b/10/104 4 （式（式1 1）式中：式中：b bg g供电煤耗（供电煤耗（g/kW.hg/kW.h），），P Pb b折算标准煤的价格（元折算标准煤的价格（元/t/t），），P Py y每度电运行成本（分每度电运行成本（分/kW.h/kW.h），），掺烧或燃用非设计煤的选择掺烧或燃用非设计煤的选择(r)(r)5 5、运营成本计算（、运营成本计算（b b）2 2）供电煤耗：供电煤耗：b bg g=q/29.308/=q/29.308/blbl/gdgd/（1-e1-e）（式（式2 2）式中：式中：qq汽轮机热耗（汽轮机热耗（kJ/kW.hkJ/kW.h），），e e 厂用电率（厂用电率（%）blbl锅炉热效率（锅炉热效率（%0%0），），gdgd管道效率（管道效率（%），），掺烧或燃用非设计煤的选择掺烧或燃用非设计煤的选择(s)(s)5 5、运营成本计算（、运营成本计算（c c）在在一定条件一定条件（排放及参数等）（排放及参数等）下下,由式由式1 1和和2 2通过推导可得通过推导可得:P Pycyc/P/Pysys=P=Pbcbc/P/Pbsbs（blsbls/blcblc）(1-e(1-es s)/(1-e)/(1-ec c)（式（式3 3）式中：带式中：带c c下标的为掺烧煤下标的为掺烧煤,带带s s下标的为设计煤下标的为设计煤,由式由式(3)(3)可得可得,掺烧煤运营成本低于设计煤运营成本掺烧煤运营成本低于设计煤运营成本的前提条件是的前提条件是:P Pbcbc/P/Pbsbs(blcblc/blsbls)(1-e)(1-ec c)/(1-e)/(1-es s)()(式式4 4）或：或：P PbcbcP Pbsbs(blcblc/blsbls)(1-e)(1-ec c)/(1-e)/(1-es s)()(式式5 5）掺烧或燃用非设计煤的选择掺烧或燃用非设计煤的选择(t)(t)主动选择掺烧或燃用煤种时主动选择掺烧或燃用煤种时,在燃用这些不同在燃用这些不同掺烧煤种时锅炉安全性相同、蒸汽参数、烟气掺烧煤种时锅炉安全性相同、蒸汽参数、烟气排放及检修费用相同的条件下排放及检修费用相同的条件下,可采用式（可采用式（4 4）或或(5)(5)计算出不同掺烧煤的运行成本计算出不同掺烧煤的运行成本,按运行成按运行成本由低到高的次序选择掺烧煤种；当本由低到高的次序选择掺烧煤种；当烟气排放烟气排放或或锅炉蒸汽参数锅炉蒸汽参数不相同时，还需要考虑该方面不相同时，还需要考虑该方面因素对运行费用的影响；当掺烧非设计煤种造因素对运行费用的影响；当掺烧非设计煤种造成的检修成本不同时，还需要将检修费用折算成的检修成本不同时，还需要将检修费用折算进去。进去。掺烧方式的选择掺烧方式的选择(a)(a)1 1、掺烧方式、掺烧方式(1)(1)炉内掺烧：炉内掺烧：采用不同的磨煤机磨制设计煤与掺烧的非设计煤，然采用不同的磨煤机磨制设计煤与掺烧的非设计煤，然后送入炉膛进行燃烧。不同的煤种在燃烧初前期分别后送入炉膛进行燃烧。不同的煤种在燃烧初前期分别燃烧，在中后期形成混烧，也称之为分磨掺烧；燃烧，在中后期形成混烧，也称之为分磨掺烧；(2)(2)炉外掺烧：炉外掺烧：在燃煤进入磨煤机之前，将掺烧的非设计煤与设计煤在燃煤进入磨煤机之前，将掺烧的非设计煤与设计煤均匀混在一起，磨制完成后送入炉膛，使两种煤在整均匀混在一起，磨制完成后送入炉膛，使两种煤在整个燃烧过程均为混合燃烧。也称之为炉前掺混。个燃烧过程均为混合燃烧。也称之为炉前掺混。掺烧方式的选择掺烧方式的选择(b)(b)2 2、主要影响因素（、主要影响因素（a a）(1)(1)炉内燃烧炉内燃烧 （a a）炉内掺烧：掺烧的非设计煤与设计（或现燃用）炉内掺烧：掺烧的非设计煤与设计（或现燃用）煤在燃烧初前期分别燃烧，即便两种煤的特性差异比煤在燃烧初前期分别燃烧，即便两种煤的特性差异比较大，不存在燃烧初前期的相互较大，不存在燃烧初前期的相互“抢风抢风”现象，配风现象，配风方式可以因煤种而异。方式可以因煤种而异。（b b）炉前掺混：掺烧的非设计煤与设计（或现燃用）炉前掺混：掺烧的非设计煤与设计（或现燃用）煤在燃烧整个过程混合燃烧，当两种煤的特性差异比煤在燃烧整个过程混合燃烧，当两种煤的特性差异比较大时，燃烧初前期存在相互较大时，燃烧初前期存在相互“抢风抢风”现象，配风方现象，配风方式无法因煤种而异。式无法因煤种而异。掺烧方式的选择掺烧方式的选择(c)(c)2 2、主要影响因素（、主要影响因素（b b）(2)(2)制粉系统方面：制粉系统方面：（a a）炉内掺烧：分磨磨制掺烧的非设计煤与设计（或）炉内掺烧：分磨磨制掺烧的非设计煤与设计（或现燃用）煤，磨出口温度与煤粉细度可以根据燃煤现燃用）煤，磨出口温度与煤粉细度可以根据燃煤 特性分别控制，对制粉系统出力的影响较小。特性分别控制，对制粉系统出力的影响较小。（b b）炉前掺混：混合后磨制掺烧的非设计煤与设计）炉前掺混：混合后磨制掺烧的非设计煤与设计（或现燃用）煤组成的混煤，煤粉细度与磨出口温度（或现燃用）煤组成的混煤，煤粉细度与磨出口温度只能按照燃尽特性差及对制粉系统威胁比较大的燃煤只能按照燃尽特性差及对制粉系统威胁比较大的燃煤来控制，对制粉系统出力的影响较大。来控制，对制粉系统出力的影响较大。掺烧方式的选择掺烧方式的选择(d)(d)2 2、主要影响因素（、主要影响因素（c c）(3)(3)安全方面：安全方面：（a a）炉内掺烧：当掺烧的非设计煤的爆炸性超出安全）炉内掺烧：当掺烧的非设计煤的爆炸性超出安全要求时，炉内掺烧（即分磨掺烧）的危险性大于炉外要求时，炉内掺烧（即分磨掺烧）的危险性大于炉外掺混的危险性；当掺烧的非设计煤的爆炸性在安全要掺混的危险性；当掺烧的非设计煤的爆炸性在安全要求范围内时，炉内掺烧的危险性与炉外掺混的危险性求范围内时，炉内掺烧的危险性与炉外掺混的危险性相同，甚至更安全。相同，甚至更安全。（b b）炉前掺混：掺烧煤与设计煤或现燃用煤特性差异）炉前掺混：掺烧煤与设计煤或现燃用煤特性差异较大，且掺烧煤的挥发分很高，影响制粉系统或燃烧较大，且掺烧煤的挥发分很高，影响制粉系统或燃烧器安全时，从安全方面看，宜采用炉外掺混方式，降器安全时，从安全方面看，宜采用炉外掺混方式，降低燃煤的爆炸指数，推迟其着火距离。低燃煤的爆炸指数，推迟其着火距离。掺烧方式的选择掺烧方式的选择(e)(e)3 3、不同掺烧方式的优缺点（、不同掺烧方式的优缺点（a a）(1)(1)炉内掺烧：炉内掺烧：优点：优点：(a)(a)制粉系统煤粉细度可分别控制，磨出口温制粉系统煤粉细度可分别控制，磨出口温度可分别控制；（度可分别控制；（b b）燃烧初前期分别燃烧，不存在抢）燃烧初前期分别燃烧，不存在抢风现象；（风现象；（c c）有利于提高制粉系统的总出力；）有利于提高制粉系统的总出力；(d)(d)对对预防结渣有利；预防结渣有利；（e e）对燃尽有利对燃尽有利;（f f）对保护燃烧对保护燃烧器喷口有利；（器喷口有利；（h h）不会因掺混不均而出现着火距离变）不会因掺混不均而出现着火距离变化引起的炉膛负压变化，炉内燃烧稳定性好。化引起的炉膛负压变化，炉内燃烧稳定性好。缺点：缺点：当掺烧煤的爆炸性指数太高时，使制粉系统的当掺烧煤的爆炸性指数太高时，使制粉系统的安全性受到威胁安全性受到威胁；掺烧方式的选择掺烧方式的选择(f)(f)3 3、不同掺烧方式的优缺点（、不同掺烧方式的优缺点（b b）(2(2）炉前掺混：）炉前掺混：缺点：缺点：(a)(a)制粉系统煤粉细度难控制，磨出口温度难控制；制粉系统煤粉细度难控制，磨出口温度难控制；（b b）燃烧过程混烧，有抢风现象；（）燃烧过程混烧，有抢风现象；（c c）制粉系统的总出）制粉系统的总出力下降；力下降；(d)(d)不利于预防结渣；不利于预防结渣；（e e）对燃尽不利对燃尽不利;（f f）对保护燃烧器喷口不利；（对保护燃烧器喷口不利；（h h）因掺混不均有可能出现着火）因掺混不均有可能出现着火距离变化引起的炉膛负压波动，炉内燃烧稳定差；距离变化引起的炉膛负压波动，炉内燃烧稳定差；优点：优点：燃煤的爆炸性指数太高时，均匀掺混使制粉系统的燃煤的爆炸性指数太高时，均匀掺混使制粉系统的安全性相对于分磨磨制时提高安全性相对于分磨磨制时提高；掺烧方式的选择掺烧方式的选择(g)(g)4 4、推荐掺烧方式（、推荐掺烧方式（a a）(1)(1)烟煤锅炉掺烧褐煤：烟煤锅炉掺烧褐煤：对于切圆燃烧烟煤锅炉或墙式燃烧烟煤锅炉，在制粉对于切圆燃烧烟煤锅炉或墙式燃烧烟煤锅炉，在制粉系统安全可保证的前提条件下，推荐采用系统安全可保证的前提条件下，推荐采用分磨掺烧方分磨掺烧方式式，其经济性明显优于炉外掺混方式，其安全性不比，其经济性明显优于炉外掺混方式，其安全性不比炉外掺混方式（特别是炉内燃烧过程）。炉外掺混方式（特别是炉内燃烧过程）。经济性优的主要表现为：经济性优的主要表现为：制粉系统电耗降低；制粉系统电耗降低；锅炉热效率提高。锅炉热效率提高。掺烧方式的选择掺烧方式的选择(h)(h)4 4、推荐掺烧方式（、推荐掺烧方式（b b）(2)W(2)W火焰炉掺烧贫煤或烟煤火焰炉掺烧贫煤或烟煤 W W火焰炉采用炉内掺烧方式时，其火焰炉采用炉内掺烧方式时，其炉内温度场出现严炉内温度场出现严重的不平衡现象，反而影响煤粉燃尽重的不平衡现象，反而影响煤粉燃尽；影响火焰稳定；影响火焰稳定性。这是其最大性。这是其最大缺点，缺点，且由于此点的重要影响，使炉且由于此点的重要影响，使炉内掺烧方式的众多优点无法体现。内掺烧方式的众多优点无法体现。W W火焰炉掺烧贫煤或烟煤时，推荐采用火焰炉掺烧贫煤或烟煤时，推荐采用炉外掺混方式炉外掺混方式，但不排除分磨掺烧方式，有条件时可对后者进行更深但不排除分磨掺烧方式，有条件时可对后者进行更深入的研究。入的研究。掺烧方式的选择掺烧方式的选择(j)(j)4 4、推荐掺烧方式（、推荐掺烧方式（c c）(3)(3)无烟煤切圆锅炉掺烧贫煤或烟煤无烟煤切圆锅炉掺烧贫煤或烟煤 推荐采用分磨掺烧方式。推荐采用分磨掺烧方式。(4)(4)贫煤切圆锅炉与墙式燃烧锅炉掺烧烟煤或褐煤贫煤切圆锅炉与墙式燃烧锅炉掺烧烟煤或褐煤 推荐采用分磨掺烧方式。推荐采用分磨掺烧方式。总之，掺烧方式与锅炉的燃烧方式有关，在掺总之，掺烧方式与锅炉的燃烧方式有关，在掺烧非设计煤种时，切圆燃烧锅炉和墙式燃烧锅烧非设计煤种时，切圆燃烧锅炉和墙式燃烧锅炉推荐采用分磨掺烧方式；炉推荐采用分磨掺烧方式；W W火焰炉推荐采用炉火焰炉推荐采用炉前掺混方式。前掺混方式。掺烧工程应用研究举例掺烧工程应用研究举例1 1、切圆烟煤锅炉掺烧褐煤（、切圆烟煤锅炉掺烧褐煤（a a）(1)(1)掺烧锅炉掺烧锅炉 (a)(a)机组容量机组容量600MW600MW等级的超临界锅炉，等级的超临界锅炉，中速磨直吹式制粉系统；中速磨直吹式制粉系统；（b b）设计与现燃用煤为烟煤，）设计与现燃用煤为烟煤，其其VdafVdaf30%30%；水分；水分Mt8%Mt8%；（c c）被动被动掺烧褐煤：掺烧褐煤：其其VdafVdaf30%30%；水分；水分Mt26%Mt26%；掺烧工程应用研究举例掺烧工程应用研究举例1 1、切圆烟煤锅炉掺烧褐煤（、切圆烟煤锅炉掺烧褐煤（b b）(2)(2)掺烧效果掺烧效果 a a）对锅炉热效率的影响）对锅炉热效率的影响:不掺烧褐煤时不掺烧褐煤时,锅炉热效率锅炉热效率94.0%;94.0%;掺烧掺烧30%30%褐煤褐煤,93.94%;,93.94%;掺烧掺烧40%40%褐煤褐煤,93.67%;,93.67%;掺烧掺烧50%50%褐煤褐煤,93.41%;,93.41%;掺烧比例越大掺烧比例越大,锅炉热效率越锅炉热效率越低低;b b）掺烧比例越大，对制粉系统出力及机组的带负荷）掺烧比例越大，对制粉系统出力及机组的带负荷能力影响越大；掺烧比例大于能力影响越大；掺烧比例大于40%40%，机组带不到额定，机组带不到额定负荷；负荷；c c）结论：对于试验锅炉，最佳的掺烧比例为）结论：对于试验锅炉，最佳的掺烧比例为40%40%。掺烧工程应用研究举例掺烧工程应用研究举例 1 1、切圆烟煤锅炉掺烧褐煤（、切圆烟煤锅炉掺烧褐煤（c c）(3)(3)两种掺烧方式的经济性对比两种掺烧方式的经济性对比（掺烧比例（掺烧比例40%40%）(a)(a)炉前掺混方式炉前掺混方式:锅炉热效率锅炉热效率93.67%,93.67%,磨制煤粉总电流为磨制煤粉总电流为273.46A;273.46A;掺混不均匀时掺混不均匀时,各台磨的出口温度较难控制各台磨的出口温度较难控制;(b)(b)炉内掺烧方式炉内掺烧方式:锅炉热效率锅炉热效率93.78%,93.78%,磨制煤粉总电流为磨制煤粉总电流为256.34A;256.34A;无掺混不均匀问题无掺混不均匀问题,各台磨出口温度分别控制各台磨出口温度分别控制,磨磨出口温度稳定出口温度稳定,易控制。易控制。(c)(c)结论结论:炉内掺烧方式的锅炉热效率高于炉前掺混方式炉内掺烧方式的锅炉热效率高于炉前掺混方式,制粉电耗低于后者。制粉电耗低于后者。(d)(d)建议：推荐采用炉内掺烧方式。建议：推荐采用炉内掺烧方式。掺烧工程应用研究举例掺烧工程应用研究举例1 1、切圆烟煤锅炉掺烧褐煤（、切圆烟煤锅炉掺烧褐煤（d d）(4)(4)掺烧褐煤的经济性分析掺烧褐煤的经济性分析 将试验数据带到式（将试验数据带到式（5 5）计算得）计算得:P Pbcbc0.99P0.99Pbsbs 对于掺烧锅炉对于掺烧锅炉,P,Pbcbc为掺烧褐煤折算到标煤的价格为掺烧褐煤折算到标煤的价格;P;Pbsbs为现燃用煤折算到标煤的价格炉。为现燃用煤折算到标煤的价格炉。上式表明：对于掺烧锅炉，折算到标准煤，其掺烧褐上式表明：对于掺烧锅炉，折算到标准煤，其掺烧褐煤的价格不超过现燃用煤价格的煤的价格不超过现燃用煤价格的99%99%时，机组的运行成时，机组的运行成本都是降低的。本都是降低的。(5)(5)跟踪调研结果：主动选择掺烧褐煤。跟踪调研结果：主动选择掺烧褐煤。掺烧工程应用研究举例掺烧工程应用研究举例2 2、W W火焰炉掺烧烟煤（火焰炉掺烧烟煤（a a）（1 1）掺烧锅炉）掺烧锅炉 (a)(a)机组容量机组容量300MW300MW等级的亚临界锅炉；等级的亚临界锅炉；双进双出钢球磨直吹式制粉系统，无防爆门。双进双出钢球磨直吹式制粉系统，无防爆门。（b b）设计与现燃用煤为无烟煤，）设计与现燃用煤为无烟煤，其其VdafVdaf30%30%；灰熔点；灰熔点t t3 31500 1500 （c c）主动主动掺烧烟煤：掺烧烟煤：其其VdafVdaf30%30%；灰熔点；灰熔点t t3 31350 1350 掺烧工程应用研究举例掺烧工程应用研究举例2 2、W W火焰炉掺烧烟煤（火焰炉掺烧烟煤（b b）（2 2）掺烧比例及效果）掺烧比例及效果(a)(a)炉前掺混方式炉前掺混方式:在掺烧烟煤比例为在掺烧烟煤比例为60%60%和和50%50%两种比两种比例下，锅炉热效率达到例下，锅炉热效率达到90%90%以上；纯烧无烟煤时锅炉热以上；纯烧无烟煤时锅炉热效率只有效率只有88%88%左右。左右。(b)(b)炉内掺烧方式炉内掺烧方式:炉内温度场出现明显的不均匀现象，炉内温度场出现明显的不均匀现象，锅炉热效率反而低于锅炉热效率反而低于90%90%。(c)(c)结论结论:炉外掺混方式优于炉内掺烧方式。炉外掺混方式优于炉内掺烧方式。(d)(d)建议建议:采用炉外掺混