煤泥掺烧循环流化床锅炉机组运行分析与经济性研究

摘要

煤泥是煤炭洗选过程中的副产品，煤泥掺烧发电能够降低发电成本，给电厂带来巨大的经济效益。但由于受煤泥自身特性和投运不稳定等因素的影响，掺烧煤泥发电会造成主要过程参数波动大、燃烧不稳定、影响锅炉效率等问题。为了克服上述问题，充分挖掘煤泥掺烧发电的优势和潜力，本文结合临涣中利电厂2＃机组的工程项目，对煤泥掺烧CFB机组的经济性问题展开深入研究。研究内容主要包括以下方面:
　　从两个角度分析影响煤泥掺烧CFB机组经济性的因素:
　　①运行角度。利用反平衡法，得到影响机组一级经济指标（供电煤耗）的关键参数，这些参数与煤泥掺烧量关系密切。为了研究煤泥掺烧量对主要参数的影响，保证参数值在安全合理范围内，进行了煤泥掺烧实验，并对试验结果进行理论分析，得出结论:在保证锅炉燃烧稳定性和机组运行安全运行的前提下，多掺烧煤泥，能够更大程度地节约发电成本。针对电厂的实际情况，煤泥掺烧量的理论最大值为50m3/h。
　　②控制角度。该电厂目前最需要解决的控制问题是由于煤泥系统的不稳定性导致的能量波动问题。为能有效控制能量的波动，本文提出了两个策略:一是通过软测量方法，挖掘即燃碳与炉膛热量的关系，通过优化风煤配比模型，加强炉膛燃烧监测，保证燃烧稳定。二是充分利用CFB机组的蓄能优势，通过优化能量变迁，进一步提高煤泥的掺烧比例。本文以此为基础，改善了电厂原有的控制策略，增加即燃碳热量动态补偿、即燃碳风煤比较正和煤质热值修正等前馈信号，起到了较好的控制效果，煤泥掺烧量也较之前增加了36％。
　　最后，将理论结果应用到电厂实际运行中。通过电厂经济指标的统计结果看出，优化后机组各主要参数变化更加稳定，供电煤耗大幅度降低，在电厂主要运行工况(180MW～260MW)区间内，机组供电煤耗降低3.184～5.188克/千瓦时，且负荷越高，收到的经济效益越明显。按照本文的优化方案测算，每年可为电厂节省的燃料成本超过637万元。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景

1．1．1 煤泥的特点及存在的问题

1．1．2 掺烧煤泥发电的优势

1．2 研究意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 国外煤泥燃烧技术发展概况

1．3．2 国内煤泥燃烧技术发展概况

1．4 电厂设备概况

1．4．1 锅炉本体情况

1．4．2 入炉燃料

1．5 本文研究内容

第2章 煤泥掺烧CFB机组经济性分析

2．1 煤泥掺烧CFB机组经济效益分析

2．2 提高CFB机组运行经济性

2．2．1 正平衡法与反平衡法

2．2．2 反平衡法计算机组供电煤耗

2．3 提高CFB机组控制经济性

2．3．1 电厂煤泥泵送系统及燃烧过程

2．3．2 掺烧煤泥CFB机组面对的主要控制问题

2．3．3 利用能量软测量进行优化控制

2．3．4 利用CFB机组蓄能解决能量波动问题

2．4 本章小结

3．1 引言

3．2 试验方法

3．2．1 入炉煤、煤泥及石灰石取样

3．2．2 排烟温度测量

3．2．3 烟气成分分析

3．2．4 底渣取样

3．2．5 飞灰取样

3．2．6 实验工况

3．3 掺烧煤泥对锅炉运行的影响

3．3．1 对床温的影响

3．3．2 对底渣含碳量的影响

3．3．3 对排渣系统的影响

3．3．4 对飞灰含碳量的影响

3．3．5 对排烟温度的影响

3．3．6 对△P2的影响

3．3．7 对引风机电流的影晌

3．4 本章小结

第4章 煤泥掺烧CFB机组经济性计算

4．1 对机组原控制策略的优化

4．2 系统优化后的结果分析

4．2．1 数据工况选取原则

4．2．2 统计计算结果及分析

4．3 系统优化前后对主要参数的控制效果

4．3．1 系统投入前后对主汽压力的控制效果

4．3．2 系统投入前后对主汽温度的控制效果

4．3．3 系统投入前后对氧量的控制效果

4．3．4 系统投入前后机组供电煤耗性能分析

4．4 煤泥掺烧CFB机组经济性测算

4．5 本章小结

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢