掺烧褐煤对电厂机组热经济性的影响分析

摘要

面对日益紧张的煤炭供应，以及不断上涨的煤价，各电厂实际运行中所烧的煤质已经大大偏离了设计值，对于周边褐煤资源相对丰富的电厂来说，掺烧一定比例的褐煤是提高电厂经济效益的有效途径。
　　褐煤的突出特点是水分较高、挥发份高、发热量低，若直接用于电站锅炉燃烧，将导致电厂热效率降低，研究褐煤干燥以及褐煤掺烧问题对提高电厂经济性有很重要的意义。
　　本文以某电厂300MW机组为例，定性的分析了掺烧褐煤后给锅炉、汽轮机及辅助设备带来的影响并提出了相应的改造建议;并以矩阵分析方法为基础，用MATLAB编制了一套完整的热力系统计算方法;进行了掺烧褐煤对电厂热经济性的理论性研究，得出以下建议及结论:
　　(1)提出了对电厂的一系列改造建议:对于四角切圆燃烧的煤粉炉，掺烧褐煤后，切圆直径增大;配风方式改为均等配风;一、二次风的比例和风速均相应提高。在磨煤机前加装褐煤干燥机，并用汽轮机抽汽加热烟气，进而干燥褐煤，此方法经过理论计算是可行的。
　　(2)通过对比褐煤干燥前后对锅炉内燃烧、受热面换热、烟风阻力以及磨煤机出力的改变，得出褐煤干燥比不干燥时锅炉效率提高1.05％，燃煤量降低18.14t/h，风机及制粉系统电耗升高4.4％。
　　(3)计算并分析掺烧30％和50％褐煤对锅炉和汽轮机热力性能的影响，得出随着掺烧褐煤比例的增加，锅炉效率降低，汽轮机进汽量增加，汽轮机绝对电效率下降，掺烧50％褐煤后全厂热效率下降将近1％。
　　(4)对电厂经济效益进行分析，发电成本随褐煤掺入比例的增加而下降，当掺烧30％褐煤时，每度电的发电成本降低0.025元/度，对于年平均运行300天的电厂来说，就可以降低成本5400万元;掺烧50％褐煤时，每度电发电成本降低0.047元/度，全年就是10152万元，经济效益非常可观。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 中国能源情况

1．1．1 能源概述

1．1．2 中国的褐煤资源

1．2 煤的综合优化利用

1．2．1 褐煤的成型

1．2．2 褐煤的气化

1．2．3 褐煤液化

1．2．4 褐煤热解

1．2．5 褐煤的非燃料利用

1．2．6 褐煤制水煤浆

1．3 褐煤干燥脱水技术的研究

1．3．1 回转管式干燥技术

1．3．2 蒸汽流化床干燥技术(SFBD)

1．3．3 热脱水工艺法

1．3．4 床混式干燥工艺(BMD)

1．3．5 机械脱水工艺法

1．3．6 热压脱水工艺(MTE)

1．3．7 液化二甲醚固体脱水法

1．4 论文的主要研究内容

第2章 掺烧褐煤对锅炉性能的影响

2．1 锅炉形式及参数

2．2 煤的工业分析及元素分析特性对锅炉性能的影响

2．2．1 水分的影响

2．2．2 挥发分的影响

2．2．3 灰分的影响

2．2．4 发热量的影响

2．2．5 碳、氢、氧、氮的影响

2．2．6 硫的影响

2．3 煤的物理特性对锅炉-II生能的影响

2．3．1 煤粉细度

2．3．2 煤的可磨性

2．3．3 煤的磨损指数

2．3．4 煤的冲刷磨损指数

2．3．5 灰渣可燃物特性

2．4 燃煤特性对电厂经济性影响概述

2．5 燃煤特性对锅炉效率的影响

2．5．1 燃料燃烧计算

2．5．2 锅炉热效率计算

2．6 锅炉及其辅助设备的改造建议

2．7 掺烧褐煤后锅炉的监督和维护

2．7．1 磨煤机出口温度的控制

2．7．2 空气预热器的监督和维护

2．7．3 吹灰器的检查与维护

第3章 掺烧褐煤对汽轮机的影响

3．1 汽轮机型式及参数

3．2 原则性热力系统计算方法

3．2．1 常规计算法

3．2．2 等效焓降法

3．2．3 循环函数法

3．2．4 矩阵分析法

3．2．5 (火用)分析法

3．3 汽轮机热力系统数学模型

3．3．1 串联法

3．3．2 基于矩阵法的汽轮机热力系统数学模型

3．4 热系统变工况计算

3．4．1 概述

3．4．2 变工况参数的确定方法

3．5 汽轮机及其辅助设备改造

第4章 掺烧褐煤对电厂热经济性影响分析

4．1 掺烧褐煤对锅炉的影响分析

4．1．1 煤质变化对燃烧产物、受热面换热和锅炉热效率的影晌

4．1．2 干燥前后煤质变化对送风机和引风机功率的影响

4．1．3 干燥前后煤质变化对制粉系统功耗的影响

4．2 基于MATLAB编程的汽轮机原则性热力系统计算

4．2．1 设计煤种下汽轮机热力性能计算

4．2．2 掺烧褐煤热力性能计算

4．3 电厂经济效益分析

第5章 结论

参考文献

致谢