[发明专利]煤粉锅炉改烧烟煤变负荷燃烧特性测量方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及火力发电技术领域，特别是涉及一种煤粉锅炉改烧烟煤变负荷燃烧特性测量方法与系统。

背景技术

随着我国国民经济的迅速发展，全国各地的用电量越来越大，对煤的需求量也越来越多，电煤的生产和运输与用电需求的矛盾越来越突出，已经成为制约我国当前经济发展的瓶颈，引起了广泛关注。2006年我国煤炭消耗23.4亿吨，比2000年增长了近11亿吨，从而造成煤炭的供应紧张；与此同时，随着全国范围内煤价的不断上涨，造成发电成本不断增加，为降低发电成本，电厂纷纷开始寻找低价位煤种，这就造成多数电厂很难保证长期燃用单一的设计煤种；另外，我国煤炭资源分布不平衡，新疆、内蒙、山西和陕西的煤炭资源占全国资源的81.3%，南方90%的煤又集中在云南、贵州和四川，而我国煤炭消耗主要集中在东部和南方，使得北煤南运，西煤东运，因运力的严重不足等多种因素，导致很多电厂必须对锅炉进行掺烧甚至改烧]；此外，煤炭消费又是导致我国SO₂排放的主要原因，全国80%以上的SO₂排放来自于燃煤排放，2005年全国的SO₂排放量为2549万吨，比2000年增加了27%，大量的SO₂排放已经使我国l/3的国土面积沦为酸雨区，能源消费也是造成我国温室气体排放的主要原因，因此我国也面临着越来越大的要求减排温室气体的国际压力。

广东省是一个煤炭匮乏的省份。2006年，广东煤炭行业集体退出，已无煤炭生产，全年全省调进原煤总量7651.64万吨标准煤，其中外省调入6754.97万吨标准煤，国外进口896.67万吨标准煤，所以广东省内的电厂很早就开始燃用非设计煤种，在锅炉掺烧非设计煤种方面做了大量的工作（如湛江电力有限公司），取得了一些好的经验。但由于客观条件的限制，掺烧的依据基本采用的是煤中各成分简单的算术加和法，该方法对部分煤质的燃烧特性、灰熔融特性接近的煤种是基本可行的，但对煤的燃烧特性或灰特性差异较大时，该方法科学依据的不足性就凸现出来，影响了锅炉运行的安全性和经济性。与此同时，长期燃烧、掺烧劣质煤种带来的温室气体、NOx和SOx等污染物排放也是引起广泛关注的一大问题。因此，对于长期燃用非设计煤种的电厂，为了增强大型火电厂对煤种的适应性，降低发电成本，提高电厂的经济性和安全性，众多电厂不得不开始对锅炉进行系统改造来满足要求。例如天津大港发电厂对300MW机组进行了改造，改烧烟煤取代原有的贫煤设计煤种，取得了良好效果；又如云浮发电厂针对来煤煤质变化大所带来的一系列问题，对锅炉系统的燃烧器区域和制粉系统进行了改造，达到了预期的效果。

改烧烟煤的同时需要对锅炉做出相应改造，而改造的依据是改烧烟煤后锅炉燃烧特性的变化，其中负荷又特别影响着锅炉燃烧特性的变化及锅炉的改造，因此，对各种负荷下改烧烟煤煤粉锅炉燃烧特性的测量研究迫在眉睫。

发明内容

基于上述情况，本发明提出了一种煤粉锅炉改烧烟煤变负荷燃烧特性测量方法与系统。

一种煤粉锅炉改烧烟煤变负荷燃烧特性测量方法，包括步骤：

建立煤粉锅炉的模型；

对所建立的模型进行网格划分；

采用FLUENT软件对各种负荷下改烧烟煤的煤粉锅炉的燃烧过程进行模拟；

通过所模拟的燃烧过程，测量各种负荷下的锅炉炉膛出口参数和沿炉膛高度分布参数，得到各种负荷下改烧烟煤后煤粉锅炉的燃烧特性。

一种煤粉锅炉改烧烟煤变负荷燃烧特性测量系统，包括：

模型建立单元，用于建立煤粉锅炉的模型；

网格划分单元，用于对所建立的模型进行网格划分；

数值模拟单元，用于采用FLUENT软件对各种负荷下改烧烟煤的煤粉锅炉的燃烧过程进行模拟；

参数测量单元，用于通过所模拟的燃烧过程，测量各种负荷下的锅炉炉膛出口参数和沿炉膛高度分布参数，得到各种负荷下改烧烟煤后煤粉锅炉的燃烧特性。

本发明煤粉锅炉改烧烟煤变负荷燃烧特性测量方法与系统，将实际的煤粉锅炉模型化，并对模型进行网格划分，再采用FLUENT软件模拟各种负荷下改烧烟煤煤粉锅炉的燃烧过程，进而测量表征燃烧特性的各项参数，比较各项参数，可得出不同负荷对改烧烟煤煤粉锅炉燃烧特性的影响，为改烧烟煤的煤粉锅炉改造提供了依据，且不需要进行现场试验，省去了试验装置开支，相比传统的试验方法更灵活、准确性更高。

附图说明

图1为本发明煤粉锅炉改烧烟煤变负荷燃烧特性测量方法的流程示意图；

图2为本发明煤粉锅炉改烧烟煤变负荷燃烧特性测量系统的结构示意图。