煤與高爐煤氣混燒cfb鍋爐空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率測算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱能工程的鍋爐領(lǐng)域，尤其涉及一種煤與高爐煤氣混燒CFB鍋爐空氣 預(yù)熱器漏風(fēng)率測算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋼鐵企業(yè)在冶煉過程中產(chǎn)生了大量的副產(chǎn)煤氣，包括高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣及轉(zhuǎn)爐 煤氣，其中高爐煤氣的產(chǎn)量最大，每冶煉It生鐵可相應(yīng)產(chǎn)生3500-4000m3高爐煤氣。高爐 煤氣中的不可燃成分（包括N#PC02)含量高達(dá)80%左右，造成了高爐煤氣的低熱值、不易 燃燒等缺點(diǎn)，導(dǎo)致目前許多鋼鐵廠對高爐煤氣的利用都不夠充分。如何利用好鋼鐵生產(chǎn)工 藝中副產(chǎn)的高爐煤氣資源，是相關(guān)技術(shù)人員普遍關(guān)心的問題。
[0003] 近年來，混燒煤與高爐煤氣的循環(huán)流化床（CirculatingFluidizedBed,簡稱 CFB)鍋爐在一些鋼鐵廠取得成功應(yīng)用。通過煤與高爐煤氣混燒的方式，有效地解決了高爐 煤氣單獨(dú)燃燒較為困難的缺陷。更為重要的是，循環(huán)流化床鍋爐的S02、N0x和粉塵顆粒物的 排放量與傳統(tǒng)的鍋爐相比均有較大幅度的降低。此外，從鋼鐵廠的角度來看，采用混燒的方 式能較好地利用高爐煤氣，降低高爐煤氣的放散率，且有助于實(shí)現(xiàn)煤氣管網(wǎng)的平衡。因此， 煤與高爐煤氣混燒CFB鍋爐在鋼鐵行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景，尤其是在當(dāng)前資源日益緊張 和環(huán)保要求越來越高的形勢下，更能凸顯其經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
[0004] 空氣預(yù)熱器漏風(fēng)屬于鍋爐運(yùn)行過程中出現(xiàn)的常見問題，也是影響鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性 的主要因素之一?？諝忸A(yù)熱器的漏風(fēng)率測試是機(jī)組大小修前后必須進(jìn)行的項(xiàng)目，許多電 廠還會在運(yùn)行過程中定期組織進(jìn)行空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率的自測。目前，工程上主要依據(jù)GB 10184-88《電站鍋爐性能試驗(yàn)規(guī)程》對空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)率進(jìn)行測算，國標(biāo)GB10184-88在附 錄K中提供了空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率的測算方法，即通過同時(shí)測定空氣預(yù)熱器進(jìn)口煙氣中三原 子氣體R〇2的體積含量百分率R0' ^和空氣預(yù)熱器出口煙氣中三原子氣體R〇 2的體積含量 百分率R0" 2，然后按公式
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種煤與高爐煤氣混燒CFB鍋爐空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率測算方法，其特征在于，所述的 測算方法包括： 分別獲取燃煤成分?jǐn)?shù)據(jù)、高爐煤氣成分?jǐn)?shù)據(jù)、石灰石取樣分析數(shù)據(jù)、灰渣取樣分析數(shù) 據(jù)、煙氣成分測量數(shù)據(jù)、大氣參數(shù)測量數(shù)據(jù)、入爐煤量、入爐高爐煤氣量、入爐石灰石量以及 空氣預(yù)熱器出口處的S02排放濃度；其中所述石灰石取樣分析數(shù)據(jù)包括石灰石收到基碳酸 鈣質(zhì)量含量百分率和石灰石收到基水分質(zhì)量含量百分率；所述灰渣取樣分析數(shù)據(jù)包括底渣 含碳量和飛灰含碳量；所述煙氣成分測量數(shù)據(jù)包括空氣預(yù)熱器進(jìn)口處干煙氣中〇 2、〇)、隊(duì)的 容積含量百分率以及空氣預(yù)熱器出口處干煙氣中〇2、co、N2的容積含量百分率；所述大氣參 數(shù)測量數(shù)據(jù)包括當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?、大氣相對濕度和環(huán)境溫度； 根據(jù)所述高爐煤氣成分?jǐn)?shù)據(jù)獲得標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的高爐煤氣密度； 根據(jù)所述高爐煤氣密度將所述高爐煤氣成分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為以收到基質(zhì)量含量百分率表 示的成分?jǐn)?shù)據(jù)； 根據(jù)所述燃煤成分?jǐn)?shù)據(jù)、所述高爐煤氣成分?jǐn)?shù)據(jù)以及入爐煤量占混合燃料總消耗量的 份額系數(shù)獲取混合燃料的成分?jǐn)?shù)據(jù)； 分別獲取石灰石脫硫鈣硫摩爾比以及灰渣中平均含碳量與混合燃料灰分含量之比； 根據(jù)第一計(jì)算公式計(jì)算鍋爐排煙中二氧化硫氣體理論計(jì)算排放值，所述第一計(jì)算公式 為：
其中，為所述鍋爐排煙中二氧化硫氣體理論計(jì)算排放值； Cm、Am、Sm、Hm、0"、分別為混合燃料收到基碳元素質(zhì)量含量百分率、混合燃料收到 基灰分質(zhì)量含量百分率、混合燃料收到基硫元素質(zhì)量含量百分率、混合燃料收到基氫元素 質(zhì)量含量百分率、混合燃料收到基氧元素質(zhì)量含量百分率、混合燃料收到基氮元素質(zhì)量含 量百分率； 己為所述灰渣中平均含碳量與混合燃料灰分含量之比； 根據(jù)所述鍋爐排煙中二氧化硫氣體理論計(jì)算排放值獲取循環(huán)流化床鍋爐的脫硫效 率； 根據(jù)第二計(jì)算公式計(jì)算石灰石脫硫混合燃料灰分質(zhì)量含量百分率，所述第二計(jì)算公式 為：
其中，Aay_s為所述石灰石脫硫混合燃料灰分質(zhì)量含量百分率；ntl為所述循環(huán)流化床鍋爐的脫硫效率； Kglb為所述石灰石脫硫鈣硫摩爾比； (CaC03) "為所述石灰石收到基碳酸鈣質(zhì)量含量百分率； 3fj為脫硫石灰石中碳酸鈣的分解率； 根據(jù)混合燃料收到基實(shí)際燃燒掉的碳元素質(zhì)量含量百分率分別獲取單位質(zhì)量混合燃 料燃燒需要的理論干空氣量以及單位質(zhì)量混合燃料燃燒產(chǎn)生的理論干煙氣量； 分別根據(jù)迭代法獲取空氣預(yù)熱器進(jìn)口處對應(yīng)的過量空氣系數(shù)以及空氣預(yù)熱器出口處 對應(yīng)的過量空氣系數(shù)； 根據(jù)第三計(jì)算公式計(jì)算煤與高爐煤氣混燒CFB鍋爐空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率，所述第三計(jì)算 公式為：
其中，\為所述的空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率； a'、a"分別為所述空氣預(yù)熱器進(jìn)口處對應(yīng)的過量空氣系數(shù)、所述空氣預(yù)熱器出口 處對應(yīng)的過量空氣系數(shù)； dk為空氣絕對濕度； 為所述單位質(zhì)量混合燃料燃燒需要的理論干空氣量； 所述石灰石收到基水分質(zhì)量含量百分率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤與高爐煤氣混燒CFB鍋爐空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率測算方法，其 特征在于，所述高爐煤氣成分?jǐn)?shù)據(jù)包括高爐煤氣中CO、C02、N2、H2、H2S、H20、碳?xì)浠衔顲mHn 的容積含量百分率； 所述標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的高爐煤氣密度通過以下計(jì)算公式計(jì)算獲得： Pgas= 0. 0125<j5 (C0)+0. 0009(H2) +I： (0. 0054m+0. 00045n) (CmHn)+〇- 0152 (H2S) +0? 0196 (C02) +0? 0125 (N2) +0? 008 (H20) 其中，Pgas為所述標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的高爐煤氣密度； (Hco)、(Hco2)、(Hn2)、(Hh2)、(Hh2s)、(Hh2o)、(Hca)分別為高爐煤氣中co、co2、N2、H2、H2S、H20、碳?xì)浠衔顲mHn的容積含量百分率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤與高爐煤氣混燒CFB鍋爐空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率測算方法，其 特征在于，將所述高爐煤氣成分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為以收到基質(zhì)量含量百分率表示的成分?jǐn)?shù)據(jù)具體 包括：
L/1N丄汐O i，、 * ?* 〇/u
其中，（Cm)gas、（Hjgas、（0m)gas、（Njgas、（Sm)gas分別為高爐煤氣收到基碳元素質(zhì)量含量 百分率、高爐煤氣收到基氫元素質(zhì)量含量百分率、高爐煤氣收到基氧元素質(zhì)量含量百分率、 高爐煤氣收到基氮元素質(zhì)量含量百分率、高爐煤氣收到基硫元素質(zhì)量含量百分率； Pgas為所述標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的高爐煤氣密度； (Hco)、（Hco2)、（Hn2)、（Hh2)、（Hh2s)、（Hca)分別為高爐煤氣中⑶、⑶2、n2、h2、h2s、碳?xì)浠衔颿mHn的容積含量百分率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤與高爐煤氣混燒CFB鍋爐空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率測算方法，其 特征在于，獲取混合燃料的成分?jǐn)?shù)據(jù)具體包括： 計(jì)算入爐煤量占混合燃料總消耗量的份額系數(shù)：
其中，k為所述入爐煤量占混合燃料總消耗量的份額系數(shù)； B。為所述入爐煤量； Bg為所述入爐高爐煤氣量； Pgas為所述標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的高爐煤氣密度。