[發明專利]確定煤泥流化床鍋爐給料系統中煤泥管道輸送濃度的方法

有效

• 申請號: 201010151725.2
• 申請日: 2010-04-20
• 公開（公告）號: CN101944138A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 江愛朋;陳紅;邵兵;范家峰;張日東
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于控制技術領域，涉及一種確定煤泥流化床鍋爐給料系統中煤泥管道輸送濃度的方法。該方法綜合考慮煤泥管道輸送過程中能耗以及煤泥鍋爐燃燒過程因水分含量造成的能耗，是在建模的基礎上，確定基于能耗最小化的煤泥最佳含水量。

背景技術

煤泥發電是解決煤泥、煤矸石資源化利用問題的最有效途徑，要達到此目的，首先要解決低熱值鍋爐燃燒技術。為此國家自“六五”至“九五”歷時二十余載投入了大量資金和人力，其中在低熱值燃料燃燒技術及其相應的循環流化床鍋爐等方面已取得了突破性的進展。循環流化床鍋爐燃料適應性廣，表現在不僅能燒無煙煤、煙煤、貧煤，還可以燒煤矸石和煤泥，甚至同一臺鍋爐可以摻燒不同的煤質的燃料。盡管煤泥燃燒技術已日趨成熟，部分煤泥電站也已經使用燃燒煤泥用于發電，并產生了很好的經濟效益，但煤泥的燃用問題并沒有真正得到解決，煤泥燃燒技術沒能得到全面推廣應用。其主要技術難題是即如何將含水量為25～35％的煤泥直接輸送到煤泥電廠的鍋爐中進行多點給料燃燒(一般要求距離為幾百米、高度為幾十米)，并能根據爐膛溫度自動閉環控制洗煤泥的流量，在此過程中除保證環保要求外，還要兼顧安全可靠、經濟適用等要求。

煤泥發電需要解決的一個重要問題就是燃料的輸送問題，傳統的做法是在距離洗煤廠較近的地方建立煤泥電廠。煤泥堆放位置距離電廠較近，便于煤泥的輸送。傳統的煤泥輸送方式是采用皮帶機進行露天輸送，該方法由于其輸送距離近、不環保、設備投資高、運行與維護困難而影響了煤泥發電技術的應用。新一代的煤泥輸送技術采用管道泵送技術進行輸送。該技術將煤泥做成漿態進行管道輸送。由于煤泥的流變特性具有典型非牛頓流體的特性，為了實現遠距離，一般采用壓力在4Mpa以上甚至20Mpa以上的高壓泵進行輸送。采用這種辦法，煤泥不僅可以通過管道進行輸送，而且還可以輸送200米以上甚至1000米左右的距離。另外，管道輸送煤泥解決了煤泥露天輸送過程的污染問題，是一種新型有前途的輸送方式。

管道煤泥輸送方法雖解決了煤泥作為燃料進行較遠距離的輸送問題，但是其輸送過程能量耗費也相對較大。煤泥中水分含量對煤泥輸送過程能耗有較大影響。煤泥含水量太低，煤泥輸送過程的能耗相當巨大，需要采用壓力很大的泵進行輸送。一來泵的價格非常昂貴，二來運行費用很高。煤泥中含水量太高，煤泥輸送過程能耗大大降低，但是過多的水分影響煤泥的發熱量，過多的水分帶走大量的熱量導致鍋爐的燃燒效率大大降低，造成巨大的能量損失。可以看出，煤泥輸送過程中必然有一個最佳含水量。在該含水量情況下，煤泥的泵送能耗與鍋爐燃燒熱損失之和最小。

發明內容

本發明的目的就是提供一種確定煤泥流化床鍋爐給料系統中煤泥管道輸送濃度的方法。

本發明方法根據煤泥發熱量、煤泥濃度對流化床鍋爐效率的影響、以及煤泥濕法管道輸送的管徑和長度等特征，建立煤泥輸送能耗模型、煤泥燃燒熱損失模型，以及一個綜合考慮煤泥泵送能耗與煤泥燃燒熱損失的綜合最小目標函數，通過非線性優化求解，得到該條件下煤泥的最佳輸送濃度。

本發明方法的具體步驟如下：

步驟(1).建立煤泥管道輸送壓力損失與功耗模型；

W_sj＝Q_sΔP/Pe

ΔP＝▽P_H+ρgH