中煤干燥燃用經濟可行性分析
摘要：通(tong)過煤(mei)泥系(xi)統(tong)燃用(yong)中(zhong)(zhong)(zhong)煤(mei)，對(dui)鍋(guo)(guo)爐的(de)(de)(de)安全運行(xing)及(ji)經濟性有著很(hen)大的(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)。本文(wen)首先(xian)討論了(le)鍋(guo)(guo)爐燃用(yong)未干(gan)(gan)燥(zao)中(zhong)(zhong)(zhong)煤(mei)對(dui)鍋(guo)(guo)爐的(de)(de)(de)負面影響(xiang)(xiang)，其次分(fen)析(xi)了(le)鍋(guo)(guo)爐燃用(yong)干(gan)(gan)燥(zao)后(hou)中(zhong)(zhong)(zhong)煤(mei)比燃用(yong)未干(gan)(gan)燥(zao)中(zhong)(zhong)(zhong)煤(mei)在(zai)鍋(guo)(guo)爐負荷不發生變(bian)化時的(de)(de)(de)節煤(mei)量(liang)，最后(hou)分(fen)析(xi)計算(suan)了(le)中(zhong)(zhong)(zhong)煤(mei)干(gan)(gan)燥(zao)的(de)(de)(de)系(xi)統(tong)及(ji)成(cheng)本以及(ji)進行(xing)中(zhong)(zhong)(zhong)煤(mei)干(gan)(gan)燥(zao)后(hou)的(de)(de)(de)整(zheng)體效益。
論文關鍵詞(ci)：中煤干燥,經濟(ji)可行(xing)性
1引言
我廠燃(ran)用的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)煤(mei)(mei)主(zhu)要是通(tong)過煤(mei)(mei)泥(ni)系統(tong)(tong)處理(li)后(hou)(hou)(hou)進(jin)入(ru)爐內(nei)燃(ran)燒(shao)，由(you)(you)于處理(li)后(hou)(hou)(hou)的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)煤(mei)(mei)摻(chan)水(shui)量(liang)大(da)，致使鍋爐排(pai)煙(yan)(yan)(yan)(yan)中(zhong)(zhong)水(shui)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)含量(liang)增(zeng)(zeng)大(da)，從而導致煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)水(shui)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)分(fen)(fen)壓增(zeng)(zeng)大(da)，水(shui)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)的(de)(de)(de)露點溫度增(zeng)(zeng)高。根據(ju)圖1所示，在排(pai)煙(yan)(yan)(yan)(yan)溫度及(ji)煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)硫酸蒸(zheng)(zheng)汽(qi)含量(liang)不變的(de)(de)(de)情(qing)況下(xia)，煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)露點溫度隨著(zhu)煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)水(shui)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)含量(liang)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加而變大(da)，也就是說煙(yan)(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)水(shui)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)在鍋爐尾(wei)部煙(yan)(yan)(yan)(yan)道(dao)受熱(re)面易(yi)結露，造成煙(yan)(yan)(yan)(yan)道(dao)尾(wei)部受熱(re)面的(de)(de)(de)灰粘(zhan)連及(ji)低溫腐(fu)蝕(shi)(shi)(酸腐(fu)蝕(shi)(shi))，影響(xiang)鍋爐尾(wei)部煙(yan)(yan)(yan)(yan)道(dao)的(de)(de)(de)傳熱(re)及(ji)安全。另外，摻(chan)水(shui)后(hou)(hou)(hou)中(zhong)(zhong)煤(mei)(mei)進(jin)入(ru)爐內(nei)后(hou)(hou)(hou)，會(hui)直接落入(ru)料床，由(you)(you)于含水(shui)量(liang)大(da)，易(yi)導致床溫低及(ji)調(diao)節(jie)難度增(zeng)(zeng)大(da)。再者，大(da)量(liang)的(de)(de)(de)水(shui)分(fen)(fen)吸收(shou)爐內(nei)熱(re)量(liang)后(hou)(hou)(hou)，會(hui)隨排(pai)煙(yan)(yan)(yan)(yan)排(pai)出，造成熱(re)量(liang)損失，影響(xiang)鍋爐效率。又考慮到中(zhong)(zhong)煤(mei)(mei)中(zhong)(zhong)含有大(da)塊矸石等不確定(ding)性(xing)因素，很容易(yi)造成煤(mei)(mei)泥(ni)預(yu)處理(li)系統(tong)(tong)運行不穩定(ding)，造成設(she)備維護、維修量(liang)增(zeng)(zeng)大(da)，所以決(jue)定(ding)采用干燥系統(tong)(tong)對(dui)中(zhong)(zhong)煤(mei)(mei)進(jin)行干燥，干燥后(hou)(hou)(hou)的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)煤(mei)(mei)可通(tong)過輸煤(mei)(mei)系統(tong)(tong)進(jin)入(ru)爐內(nei)燃(ran)燒(shao)。
圖1
2中(zhong)煤(mei)干燥(zao)系(xi)統
考慮到現有的中(zhong)煤(mei)及煤(mei)泥(ni)干(gan)燥方法及我廠實際運行情況，預采用蒸汽回轉(zhuan)式干(gan)燥系(xi)統對中(zhong)煤(mei)進行干(gan)燥，系(xi)統運行圖如下(xia)：
圖2
中(zhong)煤經(jing)篩分(fen)裝置篩分(fen)后(hou)(hou)(hou)進入(ru)料斗(dou)，然(ran)后(hou)(hou)(hou)由給料機給入(ru)回轉式干(gan)(gan)燥(zao)器(qi)(qi)，經(jing)過熱蒸(zheng)汽干(gan)(gan)燥(zao)后(hou)(hou)(hou)溢出(chu)的水蒸(zheng)汽及粉塵(chen)由熱空(kong)氣(qi)帶入(ru)除塵(chen)器(qi)(qi)，經(jing)除塵(chen)后(hou)(hou)(hou)由引風機排入(ru)大氣(qi)，被干(gan)(gan)燥(zao)后(hou)(hou)(hou)的中(zhong)煤由皮帶輸(shu)送機輸(shu)送至儲煤處。
3中(zhong)煤干燥經濟可行性分(fen)析
中(zhong)(zhong)(zhong)煤(mei)干(gan)燥(zao)(zao)經(jing)濟可行性可通過中(zhong)(zhong)(zhong)煤(mei)干(gan)燥(zao)(zao)成本與干(gan)燥(zao)(zao)后收益(yi)二者進行比較(jiao)分析。中(zhong)(zhong)(zhong)煤(mei)干(gan)燥(zao)(zao)成本由兩部(bu)分組成：①中(zhong)(zhong)(zhong)煤(mei)干(gan)燥(zao)(zao)系統初投資;②中(zhong)(zhong)(zhong)煤(mei)干(gan)燥(zao)(zao)系統運行成本。中(zhong)(zhong)(zhong)煤(mei)干(gan)燥(zao)(zao)后收益(yi)主要由三(san)部(bu)分組成：①鍋(guo)(guo)爐(lu)(lu)燃燒(shao)干(gan)燥(zao)(zao)后中(zhong)(zhong)(zhong)煤(mei)，鍋(guo)(guo)爐(lu)(lu)效率提高的節煤(mei)量(liang);②鍋(guo)(guo)爐(lu)(lu)燃燒(shao)干(gan)燥(zao)(zao)后中(zhong)(zhong)(zhong)煤(mei)，由于含水量(liang)下降，水蒸(zheng)發少(shao)吸熱節煤(mei)量(liang)，③隱(yin)性收益(yi)，為中(zhong)(zhong)(zhong)煤(mei)經(jing)現(xian)有煤(mei)泥系統燃燒(shao)的運行成本。
為(wei)了能直觀的(de)表述中煤干(gan)燥(zao)系統的(de)經濟可(ke)行性(xing)分(fen)析，現假定鍋(guo)(guo)爐(lu)燃(ran)燒完全采用中煤作(zuo)為(wei)燃(ran)料，且燃(ran)用干(gan)燥(zao)前、干(gan)燥(zao)后中煤時，鍋(guo)(guo)爐(lu)蒸(zheng)發(fa)量不變，即把鍋(guo)(guo)爐(lu)蒸(zheng)發(fa)量作(zuo)為(wei)經濟可(ke)行性(xing)分(fen)析的(de)基準點(dian)。
3.1已(yi)確定(ding)條(tiao)件
①鍋爐一(yi)定蒸發量(liang)(liang)下，燃用未干燥且摻水后中煤的(de)耗煤量(liang)(liang)
(
); ②鍋爐燃(ran)用未干(gan)燥且(qie)摻水(shui)后(hou)中煤的含水(shui)量
; ③鍋(guo)爐(lu)燃用未干燥(zao)且摻(chan)水后中煤時鍋(guo)爐(lu)效率
; ④中煤干燥前(qian)含水量(liang)
; ⑤中煤干燥(zao)后含水(shui)量(liang)
; ⑥鍋(guo)爐燃(ran)用已干燥(zao)中煤時(shi)鍋(guo)爐效率
; ⑦鍋爐排煙(yan)中水蒸氣的焓值
0; ⑧鍋爐入爐中煤中水的焓(han)值
; ⑨中煤的低(di)位發熱量
;
3.2鍋(guo)爐燃用未干燥且摻水中煤
根據前(qian)面表述，鍋爐(lu)燃(ran)用(yong)已干(gan)燥后中(zhong)煤(mei)的(de)收益，即為鍋爐(lu)在燃(ran)用(yong)未干(gan)燥(摻水后)、已干(gan)燥中(zhong)煤(mei)且(qie)保證鍋爐(lu)蒸發(fa)量不變時，鍋爐(lu)的(de)節煤(mei)量。
鍋爐燃用
(
)未干燥(zao)(摻水后)中煤(mei)時(shi)，其中無(wu)水分(fen)中煤(mei)中的量為(wei)：
鍋爐燃用
(
)未干燥(摻水后)中(zhong)煤時，其中(zhong)中(zhong)煤中(zhong)的(de)水分(fen)為：
(
)水量(liang)在(zai)鍋爐蒸發(fa)吸熱量(liang)為(wei)：
式中
——鍋(guo)爐排煙中水蒸氣的(de)焓(han)值，
;
——鍋爐給煤所含水分的焓值(zhi)，
; 則(ze)供給
水量蒸(zheng)發無水分(fen)中煤耗(hao)煤量為(wei)：
式中
——無(wu)水分中(zhong)煤的低位發熱量，
;
則供給鍋爐(lu)蒸發(fa)，即汽機負荷的無水(shui)分中(zhong)煤煤耗為：
3.3鍋爐燃用已干燥中煤
根(gen)據前(qian)面(mian)表述，燃用(yong)(yong)干(gan)燥前(qian)(摻水后(hou))、干(gan)燥后(hou)中(zhong)煤時，鍋(guo)爐(lu)(lu)蒸發(fa)量(liang)不變，但燃用(yong)(yong)干(gan)燥后(hou)中(zhong)煤，鍋(guo)爐(lu)(lu)效(xiao)率(lv)提高，燃用(yong)(yong)干(gan)燥后(hou)中(zhong)煤鍋(guo)爐(lu)(lu)效(xiao)率(lv)為(wei)
。現假(jia)定燃用干(gan)燥后中煤(mei)，即含水(shui)量為
的中煤(mei)耗(hao)煤(mei)量為(wei)
(
)。鍋爐燃(ran)用
(
)已(yi)干燥中煤時(shi)，其中無水分(fen)中煤為：
燃用干燥(zao)后中煤(mei)，供(gong)給鍋爐蒸發，無水分(fen)中煤(mei)煤(mei)耗為：
鍋爐燃用
(
)已干(gan)燥中(zhong)煤時(shi)，其中(zhong)中(zhong)煤中(zhong)的水分為：
(
)水(shui)量在鍋(guo)爐蒸發(fa)吸熱量為：
則供給
水量蒸發(fa)無水分中煤耗煤量為：
則鍋(guo)爐燃用
(
)已干(gan)燥中(zhong)煤(mei)中(zhong)無水分(fen)中(zhong)煤(mei)、供給(gei)鍋(guo)爐蒸發無水分(fen)中(zhong)煤(mei)煤(mei)耗、供給(gei)
水量蒸發無水分中煤耗之間(jian)的關系為：
即，
根據上式，可將
計(ji)算(suan)出(chu)，即可確定在(zai)保(bao)證(zheng)鍋爐蒸發量不(bu)變情況下(xia)，鍋爐燃用已干燥中煤耗煤量。
3.4鍋爐(lu)節煤量
鍋爐燃用干燥前(摻水后)、干燥后中(zhong)煤(mei)，在(zai)鍋爐蒸(zheng)發量不變的情況下，無水分中(zhong)煤(mei)節煤(mei)量為(wei)：
則標煤節(jie)煤量為(wei)：
式中
——標煤的發(fa)熱量(liang)，
;
則節約標煤的收益為：
式中
——標煤的價(jia)格，
;
3.5中煤(mei)干燥
根據上述分析，在保證鍋(guo)爐(lu)負(fu)荷不(bu)變情況(kuang)下，至少干燥(zao)含(han)水(shui)量
(未摻(chan)水)的(de)中煤量為：
則干燥
中煤(mei)由含水量
變為含水量
時，中煤的失水量為：
則在干(gan)燥過程中，干(gan)燥器(qi)內被干(gan)燥介質，即中煤總吸熱量(liang)為：
考慮(lv)到加(jia)熱器的工作效(xiao)率(lv)，則加(jia)熱介質(熱空氣或過熱蒸汽)應攜(xie)帶的熱量為：
式中
——中煤的(de)比熱(re)容(rong)，
;
——干燥(zao)器的工作效率;
、
——中煤進出口干(gan)燥(zao)器溫度，
;
、
——中煤(mei)進出口水、水蒸氣焓值(zhi)，
;
3.6蒸汽回轉(zhuan)式干燥系統(tong)的計算(suan)
蒸汽回轉式干(gan)燥(zao)系統即(ji)采用(yong)汽機的低(di)品位抽汽來干(gan)燥(zao)中煤，干(gan)燥(zao)
(
)的(de)中煤，低(di)品位蒸(zheng)汽的(de)抽汽量為：
式中
0——低(di)品(pin)位(wei)蒸汽焓值，
;
由于汽機抽汽，機組少發的電量(liang)為：
式中
——汽機的軸端效率;
——發電機效率;
則(ze)機組單位小(xiao)時少發電(dian)量的供電(dian)虧(kui)損為：
式中
——供電價(jia)格，
;
則蒸汽回轉(zhuan)式干(gan)燥系統運(yun)行(xing)，機組總收(shou)益為：
式中
——蒸汽回轉式干(gan)燥系統運行成本，
;
4實際分析
表1、表2、表3為將(jiang)鍋爐耗(hao)中煤量為30
、40
、50
時(shi)，采用(yong)蒸(zheng)汽回轉式(shi)干(gan)燥系統進行干(gan)燥的經濟可行性計算。表1鍋(guo)爐耗(hao)中煤量為30
時，經(jing)濟(ji)可行性計算
表2鍋爐耗(hao)中煤量為40
時，經濟可(ke)行性計算(suan)
表(biao)3鍋爐耗中煤量為50
時，經濟(ji)可行性(xing)計算
5.結束語
通過上述(shu)分析，將中(zhong)煤干燥后(hou)進行(xing)燃燒，不僅可(ke)以提高(gao)(gao)(gao)鍋(guo)爐(lu)運行(xing)的安全性，降低鍋(guo)爐(lu)運行(xing)故障率(lv)，提高(gao)(gao)(gao)鍋(guo)爐(lu)效率(lv)，而且還可(ke)以降低運行(xing)成本，提高(gao)(gao)(gao)公司經(jing)濟效益。
參考文獻
1 葉江明.電廠鍋爐原(yuan)理及(ji)設備.中國電力出版社(she).
2 楊世(shi)銘(ming)、陶文栓.傳熱學.高等(deng)教育出版社.
3 王毅林.電廠汽(qi)輪機原理及系統. 中國電力出版社.
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