[發明專利]煤粉與高爐煤氣混燒鍋爐空氣預熱器漏風率的測算方法

有效

• 申請號: 201510078929.0
• 申請日: 2015-02-12
• 公開（公告）號: CN104615895B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 江文豪;姚群
• 申請（專利權）人: 中冶華天工程技術有限公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京中偉智信專利商標代理事務所11325
• 代理人: 張岱

技術領域

本發明涉及熱能工程的鍋爐領域，尤其涉及一種煤粉與高爐煤氣混燒鍋爐空氣預熱器漏風率的測算方法。

背景技術

鋼鐵企業在冶煉過程中產生了大量的副產煤氣，包括高爐煤氣、焦爐煤氣及轉爐煤氣，其中高爐煤氣的產量最大，每冶煉1t生鐵可相應產生3500-4000m³高爐煤氣。高爐煤氣中的不可燃成分(包括N₂和CO₂)含量高達80％左右，造成了高爐煤氣的低熱值、不易燃燒等缺點，導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工藝中副產的高爐煤氣資源，是相關技術人員普遍關心的問題。

近年來，煤粉與高爐煤氣混燒鍋爐在一些鋼鐵廠取得成功應用并得到逐步推廣。通過高爐煤氣與煤粉混燒的方式，有效地解決了高爐煤氣單獨燃燒較為困難的缺陷。而從鋼鐵廠的角度來看，采用混燒鍋爐能較好地利用高爐煤氣，降低高爐煤氣的放散率，且有助于實現煤氣管網的平衡。此外，鍋爐混燒煤氣后，SO₂、NOx和粉塵顆粒物的排放量與傳統的煤粉鍋爐相比均有較大幅度的降低。因此，煤粉與高爐煤氣混燒鍋爐在鋼鐵行業具有廣闊的應用前景，尤其是在當前資源日益緊張和環保要求越來越高的形勢下，更能凸顯其經濟效益和社會效益。

空氣預熱器漏風屬于鍋爐運行過程中出現的常見問題，也是影響鍋爐運行經濟性的主要因素之一。空氣預熱器的漏風率測試是鍋爐機組大小修前后必須進行的項目，許多電廠還會在運行過程中定期組織進行空氣預熱器漏風率的自測。目前，工程上主要依據GB 10184-88《電站鍋爐性能試驗規程》對空氣預熱器的漏風率進行測算，國標GB 10184-88在附錄K中提供了空氣預熱器漏風率的測算方法，因其簡便易行，故得到廣泛的應用。即通過同時測定空氣預熱器進口煙氣中三原子氣體RO₂的體積含量百分率RO′₂和空氣預熱器出口煙氣中三原子氣體RO₂的體積含量百分率RO″₂，然后按公式計算得到空氣預熱器的漏風率。該方法只需要測試兩個參數即可求得漏風率，簡便易行，故得到廣泛的應用。然而，該方法是針對常規的燃煤鍋爐推導出來的經驗方法，適用于常規燃煤鍋爐，對于煤粉與高爐煤氣混燒鍋爐卻不適用(這主要是因為高爐煤氣的燃料成分與煤有很大區別，導致煤粉與高爐煤氣混燒鍋爐空氣預熱器漏風率的求解過程與常規燃煤鍋爐有很大不同，較常規鍋爐要復雜很多)，如果仍然套用國標GB10184-88中的方法必然會導致結果大大偏離真實值，從而失去有效性。

因此，構建一個適用于煤粉與高爐煤氣混燒鍋爐的空氣預熱器漏風率的測算方法，以精確分析煤粉與高爐煤氣混燒鍋爐的空氣預熱器的漏風率，為煤粉與高爐煤氣混燒鍋爐空氣預熱器的性能考核、設備維護和改造提供依據，具有重要的實用意義。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種能夠精確分析出煤粉與高爐煤氣混燒鍋爐的空氣預熱器漏風率的煤粉與高爐煤氣混燒鍋爐空氣預熱器漏風率的測算方法。

為達到上述目的，本發明煤粉與高爐煤氣混燒鍋爐空氣預熱器漏風率的測算方法，所述的測算方法包括：

分別獲取燃煤成分數據、高爐煤氣成分數據、灰渣取樣分析數據、煙氣成分測量數據以及大氣參數測量數據；其中所述灰渣取樣分析數據包括飛灰含碳量和爐渣含碳量；所述煙氣成分測量數據包括空氣預熱器進口處的干煙氣成分數據和空氣預熱器出口處的干煙氣成分數據；所述大氣參數測量數據包括當地大氣壓力、大氣相對濕度和環境溫度；

根據所述高爐煤氣成分數據獲得標準狀態下的高爐煤氣密度；

根據所述高爐煤氣密度將所述高爐煤氣成分數據轉化為以收到基質量含量百分率表示的成分數據；

根據所述煙氣成分測量數據，采用迭代法獲得混合燃料特性數據；

根據第一計算公式計算單位質量混合燃料燃燒需要的理論干空氣量，所述第一計算公式為：

其中，為所述單位質量混合燃料燃燒需要的理論干空氣量；

為混合燃料收到基實際燃燒掉的碳元素質量含量百分率；

S_ar、H_ar、O_ar分別為混合燃料收到基硫元素質量含量百分率、混合燃料收到基氫元素質量含量百分率、混合燃料收到基氧元素質量含量百分率；

根據第二計算公式計算空氣預熱器進口處對應的單位質量混合燃料燃燒產生的實際干煙氣量，所述第二計算公式為：