[发明专利]一种基于煤灰熔融性及粒度影响的煤粉锅炉结焦预测方法

说明书

本发明提供一种基于煤灰熔融性及粒度影响的煤粉锅炉结焦预测方法，以煤粉中低熔煤灰的熔融温度高低、煤灰含量百分比，以及煤灰粒度三个因素对煤粉锅炉结焦性进行预测，具体过程为制样、密度分离、指标测定、按照密度分组、灰熔融性测定、将灰熔融性相近的合并为一组、计算低熔部分灰分占原煤百分比、粒度分布测定以及预测煤粉燃烧结焦性等步骤。本发明考虑了煤灰颗粒大小对换热器表面沉积的影响，通过对煤粉中低熔煤灰所占百分比以及煤灰粒度分布进行测量和计算，进一步提高了煤粉锅炉结焦预测的准确性，本发明设计合理，操作简单，实用性强。

技术领域：

本发明属于煤粉燃烧发电技术领域，具体涉及一种基于煤灰熔融性、灰分含量及粒度大小影响的煤粉锅炉结焦预测方法。

背景技术：

煤炭是我国主要能源，燃煤锅炉结焦对电厂运行经济效益和安全带来严重影响。发生结焦时，换热效率下降，导致炉膛烟温升高、锅炉排烟温度升高，导致锅炉经济性下降；如果结焦、结焦严重，会导致锅炉出渣困难、冷灰斗堆渣、堵塞出渣口以及大块结焦掉落引起的炉膛压力波动、汽包水位大幅波动，影响锅炉正常运行，严重时可引起锅炉停运，甚至爆炸。因此，正确判断燃煤结焦倾向，及时进行合理地调整，避免锅炉出现严重结焦可以显著地提高锅炉运行经济性和可靠性。

国内外提出很多方法来预测煤粉燃烧结焦情况，主要有煤灰熔融温度(AFT)、热机械分析法(TMA)、煤灰烧结强度、煤灰成分酸碱比(B/A)、硅比Sp等。这些方法本质上都是基于煤灰整体熔融性来判断的，即假定煤灰成分均匀一致，每个煤灰颗粒的熔融性和煤灰整体熔融性一致。这一假定符合块煤或型煤燃烧炉的燃烧情况，但与当前广泛使用的煤粉锅炉燃烧情况不符，从而导致实际生产中常常发现熔融性预测结果与锅炉实际结焦情况不符。

部分研究人员注意到这个情况，提出灰渣棒法，即在滴管炉、一维炉或其他模拟实际燃烧情况的实验炉炉膛中插一棒，喷煤粉燃烧一段时间后取出灰渣棒，根据灰渣棒结焦情况推测实际锅炉结焦情况，取得了较好结果。但这种方法设备复杂、试验工作量大，难以广泛推广。

中国矿业大学张洪等人提出煤灰不均匀熔融理论，考虑了矿物质在煤粉中分布是不均匀性，采用浮沉方法将煤粉颗粒可以分为纯有机颗粒、有机-无机共生颗粒和纯矿物颗粒，不同煤粉颗粒其灰成分也不同，分别测定其熔融性，将AFT法精度提高了一步。

但张洪等人考虑了煤粉燃烧过程中不同煤灰颗粒化学成分的不同导致的煤灰熔融性不均匀，却没有考虑煤灰颗粒大小不均匀对结焦性的影响。实际上不同煤粉颗粒燃烧后所得灰渣粒度大小也不相同，煤粉锅炉中煤灰10μm以下小颗粒随气流流动，直径大和粘结性强的熔融或半熔融颗粒才会撞击、粘附到换热器表面，形成结焦。根据这一原理，本发明提出将煤灰粒度作为考虑因素来进行煤粉燃烧结焦性的预测。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种以煤粉中低熔煤灰的熔融温度高低、煤灰百分比，以及煤灰粒度为考虑因素的煤粉锅炉结焦预测方法。

本发明采用以下技术方案：

一种基于煤灰熔融性及粒度影响的煤粉锅炉结焦预测方法，包括以下步骤：

S1、制样：将煤样进行破碎、粉磨到一定细度，制成煤粉；

S2、密度分离：将S1得到的煤粉分离成不同高低密度的子煤样；

S3、指标测定：按照国标GB/T 212-2008测定S2中不同高低密度的子煤样的水分、灰分和挥发分；

S4、按照密度分组：将S2得到的不同密度的子煤样，按照不同密度级进行分组；

S5、灰熔融性测定：按照国标GB/T219-2008测定S4中各密度组子煤样的灰熔融性，得到变形温度(DT)、软化温度(ST)、半球温度(HT)和流动温度(FT)；

S6、按照灰熔融性分组：将S5中灰熔融性相近的合并为一组；