一种确定磨煤机出口最高允许温度的方法

摘要

本发明公开了一种确定磨煤机出口最高允许温度的方法，包括如下步骤：1)获得煤样的全水分、收到基灰分、干燥无灰基挥发分和收到基挥发分；2)通过煤质参数计算煤种的磨煤机出口理论最高允许温度；3)根据计算结果和相关条件，得到最终推荐的磨煤机出口最高允许温度。本发明全面考虑了煤种、煤的水分、灰分以及挥发分等关键煤质指标对煤粉爆炸性能的影响，从煤的爆炸特性确定磨煤机出口最高允许温度更为科学合理。采用本发明，可提高制粉系统运行的安全性，还可降低制粉系统电耗、提高锅炉燃烧经济性。本发明通过系统运行方式的调整即可以实现，具有投资小，收益高的优点。

权利要求

1.一种确定磨煤机出口最高允许温度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）获得煤样的全水分、收到基灰分、干燥无灰基挥发分和收到基挥发分；煤样的全水分、收到基灰分、干燥无灰基挥发分和收到基挥发分的表述分别为Mt、Aar、Vdaf和Var，单位均为%；

2）通过煤质参数计算煤种的磨煤机出口理论最高允许温度；煤种的磨煤机出口理论最高允许温度的表述为ttM2j，单位为℃；

如果Var≤18，则

ttM2j=‑0.5856Mt+0.6971Aar‑0.9151Vdaf+137.72          （式1）如果Var＞18，则

ttM2j=‑0.4505Mt+0.5362Aar‑0.7039Vdaf+105.84          （式2）

3）根据计算结果和相关条件，得到最终推荐的磨煤机出口最高允许温度；

如果ttM2j>55，按照《DL/T 5145‑2012 火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》获得在ttM2j下的磨煤机出口露点温度tdp，单位为℃；

如果ttM2j≥tdp+2，则ttM2=ttM2j，否则ttM2j

如果ttM2j≤55，按照《DL/T 5145‑2012 火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》获得磨煤机出口温度在55℃的露点温度tdp55，单位为℃；

如果tdp55≤53，则ttM2=55，如果tdp55>53，则ttM2=tdp55+2。

说明书

一种确定磨煤机出口最高允许温度的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及锅炉运行优化的技术领域，具体涉及一种确定磨煤机出口最高允许温度的方法，适用于直吹式中速磨制粉系统，在制粉系统正常运行工况且不含磨煤机启停工况。

背景技术

[0002] 制粉系统是燃煤电厂主要辅机之一，其运行稳定性直接影响着锅炉的燃烧工况，其中直吹式制粉系统爆炸不仅会造成磨煤机及其附件损坏，还会威胁锅炉安全，所以，制粉系统防爆是磨煤机运行的主要防控目标之一。制粉系统防爆往往以降低磨煤机的出口温度为主。在电力行业标准《DL/T 466‑2004电站磨煤机及制粉系统选型导则》中明确规定了不同制粉系统的磨煤机出口最高允许温度 tM2(℃)的选取原则，其中中速磨直吹式制粉系统的tM2(℃)的选取原则如下：

[0003] 当Vdaf＜40％时，

[0004] 当Vdaf≥40％时，tM2＜70

[0005] 同时需满足磨煤机出口最高温度大于露点温度2℃的要求。从导则规定可以看出，该方法主要考虑了Vdaf对制粉系统安全运行的影响并没有考虑水分析出煤粉孔隙率增加导致爆炸倾向增加以及灰分增加煤粉爆炸倾向降低等多因素的影响，尤其是对于爆炸倾向较低的高灰分烟煤，会导致磨煤机出口温度控制过低，甚至影响燃烧稳定性和安全性。另外，该选取方法也可能造成部分煤种的磨煤机出口温度选取过低，降低了锅炉整体的运行经济性。

[0006] 提高磨煤机出口温度，可以带来可观的经济收益，但也会给制粉系统带来爆炸的危险，目前尚没有确定该指标的明确原则。

发明内容

[0007] 为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种确定磨煤机出口最高允许温度的方法，适用于直吹式中速磨制粉系统。

[0008] 为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

[0009] 一种确定磨煤机出口最高允许温度的方法，包括如下步骤：

[0010] 1)获得煤样的全水分、收到基灰分、干燥无灰基挥发分和收到基挥发分；

[0011] 2)通过煤质参数计算煤种的磨煤机出口理论最高允许温度；

[0012] 3)根据计算结果和相关条件，得到最终推荐的磨煤机出口最高允许温度。

[0013] 本发明进一步的改进在于，步骤1)中，煤样的全水分、收到基灰分、干燥无灰基挥发分和收到基挥发分的表述分别为Mt、Aar、Vdaf和Var，单位均为％。

[0014] 本发明进一步的改进在于，步骤2)中，煤种的磨煤机出口理论最高允许温度的表述为ttM2j，单位为℃。

[0015] 本发明进一步的改进在于，步骤2)中，如果Var≤18，则

[0016] ttM2j＝‑0.5856Mt+0.6971Aar‑0.9151Vdaf+137.72   (式1)。

[0017] 本发明进一步的改进在于，步骤2)中，如果Var＞18，则

[0018] ttM2j＝‑0.4505Mt+0.5362Aar‑0.7039Vdaf+105.84   (式2)。

[0019] 本发明进一步的改进在于，步骤3)中，如果ttM2j>55，按照《DL/T 5145‑ 2012火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》获得在ttM2j下的磨煤机出口露点温度tdp，单位为℃。

[0020] 本发明进一步的改进在于，如果ttM2j≥tdp+2，则ttM2＝ttM2j，否则ttM2j

[0021] 本发明进一步的改进在于，步骤3)中，如果ttM2j≤55，按照《DL/T 5145‑ 2012火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》获得磨煤机出口温度在55℃的露点温度tdp55，单位为℃。

[0022] 本发明进一步的改进在于，如果tdp55≤53，则ttM2＝55，如果tdp55>53，则 ttM2＝tdp55+2。

[0023] 和现有技术相比较，本发明至少具有如下有益的技术效果：

[0024] 1)全面考虑了煤种、煤的水分、灰分以及挥发分等关键煤质指标对煤粉爆炸性能的影响，进而从煤的爆炸特性确定磨煤机出口最高允许温度tM2更为科学合理。

[0025] 2)按照本发明，在保证制粉系统安全运行的基础上，在磨煤机正常运行时的磨煤机出口温度可得到适当提高，可降低制粉系统电耗、降低锅炉排烟温度，提高锅炉燃烧经济性。

[0026] 3)对于褐煤机组，可降低一次风率，降低NOx生成浓度，提高燃烧经济性。

[0027] 4)本发明通过系统运行方式的调整即可以实现，具有投资小，收益高的优点。

具体实施方式

[0028] 下面更详细地描述本公开的示例性实施例。提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

[0029] 案例1为一种褐煤的磨煤机出口最高允许温度ttM2的确定

[0030] 第一步：根据相关资料获得煤样的全水分Mt(％)、收到基灰分Aar(％)、干燥无灰基挥发分Vdaf(％)、收到基挥发分Var(％)。

[0031] 本次褐煤的Mt＝34.8％、收到基灰分Aar＝3.14％、干燥无灰基挥发分 Vdaf＝51.74％、收到基挥发分Var＝32.11％。

[0032] 第二步：计算煤种的磨煤机出口理论最高允许温度ttM2j(℃)，具体见式(1) 或(2)[0033] 如果Var≤18，则

[0034] ttM2j＝‑0.5856Mt+0.6971Aar‑0.9151Vdaf+137.72   (式1)

[0035] 否则

[0036] ttM2j＝‑0.4505Mt+0.5362Aar‑0.7039Vdaf+105.84   (式2)

[0037] 本次褐煤的收到基挥发分Var＝32.11>18，则ttM2j计算采用式(2)，具体如如下：

[0038] ttM2j＝‑0.4505×34.8+0.5362×3.14‑0.7039×51.74+105.94＝55.53[0039] 第三步：确定磨煤机出口最高允许温度ttM2(℃)，具体原则如下：

[0040] (1)如果ttM2j>55，按照《DL/T 5145‑2012火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》获得在ttM2j下的磨煤机出口露点温度tdp(℃)

[0041] ①如果ttM2j≥tdp+2，则ttM2＝ttM2j

[0042] ②否则ttM2j

[0043] (2)如果ttM2j≤55，按照《DL/T 5145‑2012火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》获得磨煤机出口温度在55℃的露点温度tdp55(℃)。

[0044] ①tdp55≤53，则ttM2＝55

[0045] ②tdp55>53，则ttM2＝tdp55+2

[0046] 本次ttM2j＝55.53>55，按照《DL/T 5145‑2012火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》获得在ttM2j下的磨煤机出口露点温度tdp＝52，即 ttM2j＝55.53≥tdp+2＝52+2＝54，属于第(1)种情况的第①种情况，因此，磨煤机出口最高允许温度ttM2＝ttM2j＝55.53℃。按照《DL/T 466‑2004电站磨煤机及制粉系统选型导则》规定，磨煤机出口最高允许温度应该在60‑70℃，可见本次推荐的磨煤机出口理论最高允许温度低于导则推荐，主要是考虑该煤种的爆炸性极强，另外较低的磨煤机出口温度还可降低一次风率，可有效降低锅炉的NOx生成浓度。

[0047] 案例2为一种高灰分烟煤的磨煤机出口最高允许温度ttM2的确定

[0048] 第一步：根据相关资料获得煤样的全水分Mt(％)、收到基灰分Aar(％)、干燥无灰基挥发分Vdaf(％)、收到基挥发分Var(％)。

[0049] 本次褐煤的Mt＝14.7％、收到基灰分Aar＝45.61％、干燥无灰基挥发分 Vdaf＝51.05％，收到基挥发分Var＝20.26％

[0050] 第二步：计算煤种的磨煤机出口理论最高允许温度ttM2j(℃)，具体见式(1) 或(2)[0051] 如果Var≤18，则

[0052] ttM2j＝‑0.5856Mt+0.6971Aar‑0.9151Vdaf+137.72   (式1)

[0053] 否则

[0054] ttM2j＝‑0.4505Mt+0.5362Aar‑0.7039Vdaf+105.84   (式2)

[0055] 本次高灰分烟煤的收到基挥发分Var＝20.26>18，则ttM2j计算采用式(2)，具体如如下：

[0056] ttM2j＝‑0.4505×14.7+0.5362×45.61‑0.7039×51.05+105.94＝87.84[0057] 第三步：确定磨煤机出口最高允许温度ttM2(℃)，最终具体原则如下：

[0058] (1)如果ttM2j>55，按照《DL/T 5145‑2012火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》获得在ttM2j下的磨煤机出口露点温度tdp(℃)

[0059] ①如果ttM2j≥tdp+2，则ttM2＝ttM2j

[0060] ②否则ttM2j

[0061] (2)如果ttM2j≤55，按照《DL/T 5145‑2012火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》获得磨煤机出口温度在55℃的露点温度tdp55(℃)。

[0062] ①tdp55≤53，则ttM2＝55

[0063] ②tdp55>53，则ttM2＝tdp55+2

[0064] 本次ttM2j＝87.84>55，按照《DL/T 5145‑2012火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》获得在ttM2j下的磨煤机出口露点温度tdp＝48℃，即 ttM2j＝87.84≥tdp+2＝48+2＝50，属于第(1)种情况的第①种情况，因此，磨煤机出口最高允许温度ttM2＝ttM2j＝87.84℃。
按照《DL/T 466‑2004电站磨煤机及制粉系统选型导则》规定，磨煤机出口最高允许温度应该在60‑70℃，可见本次推荐的磨煤机出口最高允许温度高出导则推荐值18‑28℃，主要是考虑尽管该煤种挥发分较高，但灰分较高，煤粉的爆炸倾向大大降低，因此可考虑增加磨煤机出口温度，还可增强燃烧稳定性，减少冷风，锅炉效率也可提高。

[0065] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。