煤粉與高爐煤氣混燒條件下的燃料燃燒計(jì)算方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種煤粉與高爐煤氣混燒條件下的燃料燃燒計(jì)算方法，包括以下步驟：將煤的特性數(shù)據(jù)與高爐煤氣的特性數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，獲得混合燃料特性數(shù)據(jù)；根據(jù)混合燃料特性數(shù)據(jù)和取樣化驗(yàn)得到的爐渣、飛灰和沉降灰的含碳量計(jì)算獲得實(shí)際燃燒掉的碳元素質(zhì)量含量百分率；根據(jù)混合燃料特性數(shù)據(jù)和實(shí)際燃燒掉的碳元素質(zhì)量含量百分率計(jì)算獲得燃燒所需理論空氣量；根據(jù)混合燃料特性數(shù)據(jù)、實(shí)際燃燒掉的碳元素質(zhì)量含量百分率和燃燒所需理論空氣量計(jì)算獲得燃燒產(chǎn)生的理論干煙氣量；根據(jù)混合燃料特性數(shù)據(jù)、燃燒所需理論空氣量、理論干煙氣量以及煙氣成分?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算獲得排煙處過量空氣系數(shù)、實(shí)際干煙氣量；根據(jù)混合燃料特性數(shù)據(jù)和過量空氣系數(shù)計(jì)算獲得燃燒產(chǎn)生的水蒸氣量。
【專利說明】煤粉與高爐煤氣混燒條件下的燃料燃燒計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱能工程領(lǐng)域，尤其涉及一種煤粉與高爐煤氣混燒條件下的燃料燃燒計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼鐵企業(yè)在冶煉過程中產(chǎn)生了大量的高爐煤氣，由于高爐煤氣具有熱值低、含氮量高、燃燒穩(wěn)定性較差等特點(diǎn)，目前許多鋼鐵廠對(duì)高爐煤氣的利用都不夠充分，大量高爐煤氣被放散，造成能源的浪費(fèi)。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，摻燒高爐煤氣的煤粉鍋爐在一些鋼鐵廠取得了成功應(yīng)用并逐步推廣，通過將高爐煤氣引入煤粉鍋爐，解決了高爐煤氣單獨(dú)燃燒較為困難的問題，有效地降低了高爐煤氣的放散率；而從鋼鐵廠的角度來看，采用煤粉與煤氣混燒的方式能較好地利用煤氣，有助于實(shí)現(xiàn)煤氣管網(wǎng)的平衡；此外，煤粉鍋爐摻燒煤氣后，SO2, NOx和粉塵顆粒物的排放量與傳統(tǒng)的煤粉鍋爐相比均有較大幅度的降低。因此，煤粉鍋爐摻燒高爐煤氣的方式具有廣闊的的應(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(shì)下，更能凸顯其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0004]燃料燃燒計(jì)算是鍋爐性能試驗(yàn)計(jì)算過程中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。目前，對(duì)于煤粉和氣體燃料混燒條件下的燃燒計(jì)算普遍采用的方法是將折算的混合燃料成分代入傳統(tǒng)的燃煤燃燒計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，然而，該方法適用于大多數(shù)氣體燃料與煤粉的混燒，卻不能用于高爐煤氣與煤粉的混燒，這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的燃燒計(jì)算方法基于燃料含氮量較低的假設(shè)條件，這一點(diǎn)對(duì)于大多數(shù)氣體燃料都成立，但是高爐煤氣的含氮量很高，一般高達(dá)50%?60%，即使高爐煤氣的摻燒比例不高，折算后的混合燃料收到基含氮量仍然不可忽略，故不能套用傳統(tǒng)的燃燒計(jì)算方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種煤粉與高爐煤氣混燒條件下的燃料燃燒計(jì)算方法。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述一種煤粉與高爐煤氣混燒條件下的燃料燃燒計(jì)算方法，包括以下步驟:
[0007]對(duì)鍋爐運(yùn)行過程中的原煤和煤粉進(jìn)行取樣并分析獲得煤的特性數(shù)據(jù)；對(duì)鍋爐運(yùn)行過程中的入爐高爐煤氣進(jìn)行取樣并分析獲得高爐煤氣的特性數(shù)據(jù)；
[0008]利用第一計(jì)算式將煤的特性數(shù)據(jù)與高爐煤氣的特性數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，獲得混合燃料特性數(shù)據(jù)；
[0009]對(duì)鍋爐運(yùn)行過程中的爐渣、飛灰和沉降灰進(jìn)行取樣并分析獲得其含碳量；
[0010]根據(jù)爐渣、飛灰和沉降灰的含碳量和混合燃料特性數(shù)據(jù)，利用第二計(jì)算式計(jì)算獲得實(shí)際燃燒掉的碳元素質(zhì)量含量百分率；[0011]根據(jù)實(shí)際燃燒掉的碳元素質(zhì)量含量百分率和混合燃料特性數(shù)據(jù)，利用第三計(jì)算式計(jì)算獲得燃燒所需理論空氣量；
[0012]根據(jù)實(shí)際燃燒掉的碳元素質(zhì)量含量百分率、燃燒所需理論空氣量和混合燃料特性數(shù)據(jù)，利用第四計(jì)算式計(jì)算獲得燃燒產(chǎn)生的理論干煙氣量；
[0013]對(duì)鍋爐運(yùn)行過程中的煙氣成分進(jìn)行取樣并分析獲得煙氣成分?jǐn)?shù)據(jù)；
[0014]根據(jù)混合燃料特性數(shù)據(jù)、燃燒所需理論空氣量、理論干煙氣量以及煙氣成分?jǐn)?shù)據(jù)，利用第五計(jì)算式和第六計(jì)算式以循環(huán)迭代計(jì)算方式計(jì)算獲得排煙處過量空氣系數(shù)、實(shí)際干煙氣量；
[0015]根據(jù)混合燃料特性數(shù)據(jù)和過量空氣系數(shù)，利用第七計(jì)算式計(jì)算獲得燃燒產(chǎn)生的水
蒸氣量。
[0016]優(yōu)選地，所述混合燃料特性數(shù)據(jù)包括收到基灰分Am、水分Mm、碳元素含量Cm、氫元素含量、氧元素含量0?、氮元素含量Nm、硫元素含量Sm ;所述第一計(jì)算式為:
[0017]Yi — bCMlxC()al，JbgasXgas, i，其中，
[0018]Yi為混合燃料的某項(xiàng)特性數(shù)據(jù)；
[0019]xcoal；i, xgas；i分別為煤和高爐煤氣的對(duì)應(yīng)特性數(shù)據(jù)；
[0020]bcoal, bgas分別為煤消耗量和高爐煤氣消耗量占總?cè)剂舷牧康姆蓊~。
[0021]優(yōu)選地，所述第二計(jì)算式為:
[0022]
【權(quán)利要求】
1.一種煤粉與高爐煤氣混燒條件下的燃料燃燒計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟: 對(duì)鍋爐運(yùn)行過程中的原煤和煤粉進(jìn)行取樣并分析獲得煤的特性數(shù)據(jù)；對(duì)鍋爐運(yùn)行過程中的入爐高爐煤氣進(jìn)行取樣并分析獲得高爐煤氣的特性數(shù)據(jù)； 第一計(jì)算式將煤的特性數(shù)據(jù)與高爐煤氣的特性數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，獲得混合燃料特性數(shù)據(jù)； 對(duì)鍋爐運(yùn)行過程中的爐渣、飛灰和沉降灰進(jìn)行取樣并分析獲得其含碳量； 根據(jù)爐渣、飛灰和沉降灰的含碳量和混合燃料特性數(shù)據(jù)，利用第二計(jì)算式計(jì)算獲得實(shí)際燃燒掉的碳元素質(zhì)量含量百分率； 根據(jù)實(shí)際燃燒掉的碳元素質(zhì)量含量百分率和混合燃料特性數(shù)據(jù)，利用第三計(jì)算式計(jì)算獲得燃燒所需理論空氣量； 根據(jù)實(shí)際燃燒掉的碳元素質(zhì)量含量百分率、燃燒所需理論空氣量和混合燃料特性數(shù)據(jù)，利用第四計(jì)算式計(jì)算獲得燃燒產(chǎn)生的理論干煙氣量； 對(duì)鍋爐運(yùn)行過程 中的煙氣進(jìn)行取樣并分析獲得煙氣成分?jǐn)?shù)據(jù)； 根據(jù)混合燃料特性數(shù)據(jù)、燃燒所需理論空氣量、理論干煙氣量以及煙氣成分?jǐn)?shù)據(jù)，利用第五計(jì)算式和第六計(jì)算式以循環(huán)迭代計(jì)算方式計(jì)算獲得排煙處過量空氣系數(shù)、實(shí)際干煙氣量; 根據(jù)混合燃料特性數(shù)據(jù)和過量空氣系數(shù)，利用第七計(jì)算式計(jì)算獲得燃燒產(chǎn)生的水蒸氣量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤粉與高爐煤氣混燒條件下的燃料燃燒計(jì)算方法，其特征在于，所述混合燃料特性數(shù)據(jù)包括收到基灰分Am、水分、碳元素含量Cm、氫元素含量、氧元素含量0?、氮元素含量Nm、硫元素含量Sm ;所述第一計(jì)算式為:
Yi — bcoaiXcoai； i+bgasxgas； j j ^cI11 j
Ii為混合燃料的某項(xiàng)特性數(shù)據(jù)； XcoaIji^Xgasji分別為煤和高爐煤氣的對(duì)應(yīng)特性數(shù)據(jù)； bcoal> bgas分別為煤消耗量和高爐煤氣消耗量占總?cè)剂舷牧康姆蓊~。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤粉與高爐煤氣混燒條件下的燃料燃燒計(jì)算方法，其特征在于，所述第二計(jì)算式為:
a r Cc r Hc r Cc
qr = car-^ lzL|z c + ftLfhr + φ CJhr ，其中，
100 100 C IOO-C^ IOO-CccTh ζ、τ， C為混合燃料收到基實(shí)際燃燒掉的碳元素質(zhì)量含量百分率，%； Car為混合燃料收到基碳元素質(zhì)量含量百分率，% ； Aar為混合燃料收到基灰分質(zhì)量含量百分率，％ ; C、Cl, 分別為爐渣、飛灰和沉降灰中的含碳量，% ； rlz、rCJh分別為爐渣、飛灰和沉降灰中灰量占燃煤總灰量的份額，％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤粉與高爐煤氣混燒條件下的燃料燃燒計(jì)算方法，其特征在于，所述第三計(jì)算式為:l.:^ = ().()889(C:?.+ 0.375S:1l.) + 0.265H-0.0333(\.，其中， K為每kg混合燃料燃燒所需的理論空氣量，m3/kg ； Sar> Har, Oar分別為混合燃料收到基中硫元素、氫元素、氧元素的質(zhì)量含量百分率，％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤粉與高爐煤氣混燒條件下的燃料燃燒計(jì)算方法，其特征在于，所述第四計(jì)算式為:
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤粉與高爐煤氣混燒條件下的燃料燃燒計(jì)算方法，其特征在于，所述根據(jù)混合燃料特性數(shù)據(jù)、燃燒所需理論空氣量、理論干煙氣量以及煙氣成分?jǐn)?shù)據(jù)，利用第五計(jì)算式和第六計(jì)算式以循環(huán)迭代計(jì)算方式獲得排煙處過量空氣系數(shù)、實(shí)際干煙氣量的具體步驟為: 1)假定一實(shí)際干煙氣量G; 2)根據(jù)假定的實(shí)際干煙氣量〖巧利用第五計(jì)算式計(jì)算獲得排煙處過量空氣系數(shù)a;所述第五計(jì)算式為:
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤粉與高爐煤氣混燒條件下的燃料燃燒計(jì)算方法，其特征在于，所述第七計(jì)算式為:

【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104021290SQ201410249387
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月5日
【發(fā)明者】江文豪, 姚群 申請(qǐng)人:中冶華天工程技術(shù)有限公司