[发明专利]一种锅炉混煤掺配方法

说明书

本发明公开了一种锅炉混煤掺配方法，以煤质作为优化目标，所提供的掺配方法能够从复杂的单煤煤源中找到最接近目标煤质的方案；由于煤中成分较多，掺配得到的混煤煤质不可能与目标煤质完全相同，本发明提供的掺配方案不求与目标煤完全相同，但求与目标煤最为接近；并可通过设定某个成分的期望误差，单独调节混煤中该成分与目标煤的接近程度。这种以目标煤作为掺配优化目标的方案，可在目前煤质普遍下降且无稳定煤源的市场环境中，保证发电机组最大出力要求，不发生锅炉受热面超温和炉膛大面积结焦，且炉膛出口煤粉燃尽度较高，并保证氮氧化物含量和二氧化硫含量等污染物排放满足环保要求。

技术领域

本发明涉及一种锅炉混煤掺配方法，属于火力发电厂锅炉混煤燃烧技术领域。

背景技术

随着煤炭市场紧张，发电厂锅炉燃用煤通常由不同品种的煤按一定比例掺配而成，混煤掺烧能使锅炉在煤质普遍下降且无稳定煤源的环境中，维持煤发热量、挥发分和硫含量等主要指标的相对稳定，保证锅炉安全运行；混煤掺烧还降低了燃料成本，提升发电公司市场竞争力；在政府管理层面上，混煤掺烧优化了煤炭资源利用，提高了劣质煤利用率。混煤燃烧特性不是掺配单煤的简单叠加，通常会发生复杂变化，这给锅炉运行带来难以预料的影响，锅炉热效率下降、受热面腐蚀、火焰不稳定和炉膛结焦等问题在掺烧过程常有发生。

合理掺配是减少混煤掺烧带来不利影响的主要手段。目前，混煤掺配优化被普遍认为是非线性约束条件下的目标函数数学规划问题，所采用的掺配方法通常以经济性作为目标函数，例如已授权的国家发明专利201410417811.1，以净成本作为优化目标、焦炭质量指标作为约束函数，该发明公开了一种适合顶装焦炉的配煤专家系统；对于燃煤电厂，通常在保证混煤成分、发热量、灰熔点、燃尽和环保排放等指标的前提下，追求购煤总费用最低，文献《优化配煤专家系统的研究及应用》以此为基础，开发了发电厂优化配煤专家系统。

以购煤费用作为目标的掺配优化方法在实践中得到广泛应用，但这是一种基于买方市场的掺配方案，该方案认为，电厂可以自由地从市场中选择自己需要的煤炭品种；但随着市场行情从买方市场向卖方市场的转变，电厂对煤炭选择的自主性降低，入厂煤品种繁多，煤质变化大，煤源不稳定，单煤价格随市场波动大，而价格是决定掺配优化方案的关键因素，因此，在新的电力生产环境中，以购煤费用作为目标的传统掺配方法在应用方面受到一定限制。

发明内容

为了解决传统的以购煤费用作为优化目标的掺配方案不适应目前电力生产环境的问题，本发明提出了一种锅炉混煤掺配方法，其能够以煤质作为目标的混煤掺配方案，提高电厂锅炉燃用煤的利用率。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：

本发明实施例提供的一种锅炉混煤掺配方法，包括以下步骤：

步骤1、确定锅炉混煤掺配所采用的各种单煤煤源，并将单煤的各种成分含量、发热量和灰熔点温度作为已知参数；

步骤2、根据锅炉设计煤种以及掺配单煤成分和发热量，确定能保证锅炉安全、经济和环保要求的目标煤煤质；

步骤3、选择煤的某些成分和发热量作为混煤掺配考虑的因素，并选定这些煤成分含量和发热量的期望偏差；

步骤4、在各掺配单煤质量份额允许的范围内，选定混煤中各种掺配单煤的质量份额，利用单煤成分含量和发热量得到混煤的成分和发热量，并计算混煤和目标煤的煤质偏差平方和；

步骤5、重新设定各种掺配单煤的质量份额，再次计算混煤的成分和发热量，以及混煤和目标煤煤质偏差平方和，并与步骤4中得到的偏差平方和相比较，在这两组不同单煤质量份额的两组掺配方案中，偏差平方和较小的一组作为更好的掺配方案。

作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤1中，掺配所采用的单煤煤源为电厂采购的入厂煤煤源。