[发明专利]煤粉与煤气混烧锅炉入炉煤量软测量方法

说明书

技术领域

本发明属于热能工程的锅炉领域，具体涉及煤粉与煤气混烧锅炉入炉煤量软测量方法。

背景技术

钢铁企业在冶炼工序中产生大量的副产煤气，包括高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气等。作为冶炼过程的副产资源，冶金副产煤气的有效回收利用是钢铁企业节能降耗工作的重点之一。

近年来，随着煤气燃烧技术的发展与进步，一些钢铁厂采用煤粉与煤气混烧锅炉来吸收钢厂富余的高炉煤气或转炉煤气，取得了较好的效果。

对于煤粉与煤气混烧锅炉，尤其是配置中储式制粉系统的锅炉，由于最终送入炉膛的煤粉量与进入磨煤机的给煤量并非等量关系，因此不能通过直接测量的方式来准确获取对应工况下的入炉燃煤量，而目前大多数煤粉与煤气混烧锅炉配置的都是中储式制粉系统，这无疑会使锅炉运行缺少一项重要的判断依据，从而给锅炉运行诊断与操作调整造成不便。

发明内容

本发明的针对现有技术中的不足，提供一种煤粉与煤气混烧锅炉入炉煤量软测量方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种煤粉与煤气混烧锅炉入炉煤量软测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过现场测量和化验分析，获取有效的原始数据；

根据有效的原始数据，分别进行燃煤燃烧计算和煤气燃烧计算；

根据燃煤燃烧计算结果和煤气燃烧计算结果，获取煤粉和煤气混烧锅炉的入炉煤量。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

所述有效的原始数据包括燃煤成分数据、煤气成分数据、灰渣含碳量数据、烟气成分数据和入炉煤气流量。

所述燃煤成分数据包括燃煤收到基灰分、碳元素、氢元素、氧元素、氮元素、硫元素的质量含量百分率；所述煤气成分数据包括煤气中CO、CO₂、N₂、H₂、O₂、H₂S、碳氢化合物C_mH_n的容积含量百分率；所述灰渣含碳量数据包括飞灰含碳量和炉渣含碳量；所述烟气成分数据包括干烟气中O₂、CO、三原子气体RO₂的容积含量百分率。

所述燃煤燃烧计算具体包括：

Step1：计算燃煤收到基实际燃烧掉的碳元素质量含量百分率：

其中，为燃煤收到基实际燃烧掉的碳元素质量含量百分率，％；C_ar、A_ar分别为燃煤收到基碳元素质量含量百分率、燃煤收到基灰分质量含量百分率，％；分别为炉渣含碳量、飞灰含碳量，％；r_lz、r_fh分别为炉渣中灰量占燃煤总灰量的份额、飞灰中灰量占燃煤总灰量的份额，％；

Step2：分别计算每公斤燃煤燃烧所需的理论干空气量和每公斤燃煤燃烧产生的理论干烟气量

1)计算每公斤燃煤燃烧需要的理论干空气量，计算公式为：

其中，为每公斤燃煤燃烧所需的理论干空气量，m³/kg；S_ar、H_ar、O_ar分别为燃煤收到基硫元素、氢元素、氧元素的质量含量百分率，％；

2)计算每公斤燃煤燃烧产生的理论干烟气量，计算公式为：

其中，为每公斤燃煤燃烧产生的理论干烟气量，m³/kg；为每公斤燃煤燃烧所需的理论干空气量，m³/kg；为燃煤收到基实际燃烧掉的碳元素质量含量百分率，％；S_ar、H_ar、N_ar分别为燃煤收到基硫元素、氢元素、氮元素的质量含量百分率，％；

Step3：计算燃煤特性因子χ_coal，计算公式为：

其中，χ_coal为燃煤特性因子，-；为每公斤燃煤燃烧产生的理论干烟气量，m³/kg；为每公斤燃煤燃烧所需的理论干空气量，m³/kg；

Step4：计算燃煤燃烧对应的过量空气系数α_coal，计算公式为：

其中，α_coal为燃煤燃烧对应的过量空气系数，-；φ′(O₂)、φ′(CO)分别为干烟气中O₂、CO的容积含量百分率，％；