一种CFB锅炉变煤种脱硫优化方法与流程

本发明属于电站锅炉节能减排领域，特别涉及一种cfb锅炉变煤种脱硫优化方法。

背景技术：

1、cfb(循环流化床)锅炉以其燃料适应性广、燃烧效率高和环保性能优良等优点，得到广泛的应用。超低排放标准自发布以来，cfb锅炉炉内脱硫已无法满足so2超低排放的要求，需在炉外增设脱硫装置以进一步净化尾部烟气。如何合理分配炉内和炉外脱硫份额，从而降低锅炉运行成本，一度成为相关专家和学者的主要研究课题。近年来，煤炭市场供应紧张，价格高涨，采购大量价格低廉的劣质煤成为电厂降低运营成本的首要方案，但是，劣质煤通常硫分高、灰分高、热值低，锅炉运行的经济性往往不降反增，适得其反。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种cfb锅炉变煤种脱硫优化方法。

2、为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：

3、一种cfb锅炉变煤种脱硫优化方法，包括如下步骤：

4、按收到基折算硫分将电厂采购的煤种分为低硫煤、中硫煤和高硫煤；

5、针对不同的煤种进行锅炉效率试验和炉外脱硫试验，得到锅炉各项经济指标，包括炉内石灰石耗量、锅炉效率、锅炉实际输入热量、炉外石灰石耗量、试验期间脱硫设备的耗电量；

6、计算不同煤种的燃煤成本、炉内石灰石成本、炉外石灰石成本和脱硫设备用电成本，各项成本相加得到综合运行成本；

7、对比不同煤种的综合运行成本，择优选配cfb锅炉运行经济性较高的煤种。

8、在本发明提供的一种cfb锅炉变煤种脱硫优化方法中，所述收到基折算硫分sar,zs根据如下公式计算得出：

9、

10、其中，sar,zs为燃煤收到基折算硫分，即每1000kcal/kg热值燃煤对应的收到基硫分，单位为％；sar为燃煤收到基硫分，单位为％；qnet,ar为燃煤收到基低位热值，单位为kcal/kg；

11、所述低硫煤的折算硫分不大于0.2％；所述中硫煤的折算硫分的取值范围为0.2％-0.5％，不包括0.2％；所述高硫煤的折算硫分大于0.5％。

12、在本发明提供的一种cfb锅炉变煤种脱硫优化方法中，所述炉内石灰石耗量采用以下步骤获得：

13、采用称重法进行石灰石给料机出力标定试验，得到石灰石给料机出力mln与给料机开度xi的拟合曲线f(xi)，根据给料机开度即可获得炉内石灰石耗量mln＝f(xi)。

14、在本发明提供的一种cfb锅炉变煤种脱硫优化方法中，采用称重法进行石灰石给料机出力标定试验的步骤包括：

15、在给料机开度xi分别为10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％时，采用经标定过的台秤对单位时间内的石灰石粉量进行称重，得到各个开度下的石灰石给料机出力，拟合出石灰石给料机出力mln与给料机开度xi的关系曲线mln＝f(xi)。

16、在本发明提供的一种cfb锅炉变煤种脱硫优化方法中，针对不同的煤种进行锅炉效率试验的步骤包括：

17、在典型负荷工况下，针对不同的煤种采用反平衡法进行锅炉效率试验，得到锅炉效率，采用正平衡法计算得到锅炉实际输入热量，来表征锅炉实际燃煤输入热量。

18、在本发明提供的一种cfb锅炉变煤种脱硫优化方法中，所述锅炉效率根据如下公式计算得出：

19、ηgl,i＝100-(q2+q3+q4+q5+q6+q7+qoth-qex)

20、其中，ηgl,i为煤种i对应的锅炉效率，单位为％；q2为排烟热损失，单位为％；q3为气体未完全燃烧热损失，单位为％；q4为固体未完全燃烧热损失，单位为％；q5为锅炉散热损失，单位为％；q6为灰渣物理显热损失，单位为％；q7为脱硫热损失，单位为％；qoth为其他热损失，单位为％；qex为外来热量与燃料低位热值的百分比，单位为％。

21、在本发明提供的一种cfb锅炉变煤种脱硫优化方法中，所述锅炉实际输入热量、锅炉实际燃煤输入热量分别根据如下公式计算得出：

22、

23、

24、qsc,i＝dzq×hzq-dgs×hgs+dzr×hzr-dlzr×hlzr-dgj×hgj-dzj×hzj

25、其中，qsr,i为煤种i对应的锅炉实际输入热量，单位为103kj/h；bsj,i为煤种i对应的锅炉实际燃煤输入热量，单位为103kcal/h；qsc,i为煤种i对应的锅炉实际输出热量，单位为103kj/h；dzq为主蒸汽流量，单位为t/h；hzq为主蒸汽焓值，单位为kj/kg；dgs为最终给水流量，单位为t/h；hgs为最终给水焓值，单位为kj/kg；dzr为热再热蒸汽流量，单位为t/h；hzr为热再热蒸汽焓值，单位为kj/kg；dlzr为冷再热蒸汽流量，单位为t/h；hlzr为冷再热蒸汽焓值，单位为kj/kg；dgj为过热器减温水流量，单位为t/h；hgj为过热器减温水焓值，单位为kj/kg；dzj为再热器减温水流量，单位为t/h；hzj为再热器减温水焓值，单位为kj/kg。

26、在本发明提供的一种cfb锅炉变煤种脱硫优化方法中，所述炉外脱硫试验与锅炉效率试验同步进行，针对不同的煤种进行炉外脱硫试验的步骤包括：

27、采集净烟气、原烟气中o2和so2的浓度，取炉外石灰石样、石膏样进行化验分析，由钙硫摩尔比和so2脱除量计算炉外石灰石耗量mlw,i，并记录试验期间脱硫设备的耗电量wlw,i，其通过记录电气开关室内各设备的电量表统计获得。

28、在本发明提供的一种cfb锅炉变煤种脱硫优化方法中，所述炉外石灰石耗量根据如下公式计算得出：

29、

30、

31、其中，mlw,i为煤种i对应的炉外石灰石耗量，t/h；vrg,i为原烟气体积流量，标干，6％o2，单位为m3/h；为原烟气中so2浓度，标干，6％o2，单位为mg/m3；为净烟气中so2浓度，标干，6％o2，单位为mg/m3；为caco3摩尔质量，100.09kg/mol；为so2摩尔质量，64.06kg/mol；fr,i为石灰石纯度，单位为％；st,i为钙硫摩尔比；为石膏中caco3质量含量，单位为％；为石膏中caso4·2h2o质量含量，单位为％；为石膏中caso3·0.5h2o质量含量，单位为％；为caso4·2h2o摩尔质量，172.18kg/mol；为caso3·0.5h2o摩尔质量，129.15kg/mol。

32、在本发明提供的一种cfb锅炉变煤种脱硫优化方法中，计算不同煤种的燃煤成本、炉内石灰石成本、炉外石灰石成本和脱硫设备用电成本，各项成本相加得到综合运行成本的步骤包括：

33、根据燃煤单价rm,i、炉内石灰石单价rln、炉外石灰石单价rlw、脱硫设备电价rtl，分别计算出不同煤种的燃煤成本cm,i、炉内石灰石成本cln,i、炉外石灰石成本clw,i和脱硫设备用电成本ctl,i，各项成本相加得到综合运行成本czh,i；

34、所述综合运行成本czh,i根据如下公式计算得出：

35、

36、cm,i＝rm,i×bsj,i

37、cln,i＝rln×mln,i

38、clw,i＝rlw×mlw,i

39、

40、其中，czh,i为煤种i对应的综合运行成本，单位为元/mwh；cm,i为煤种i燃煤成本，单位为元/h；cln,i为煤种i对应的炉内石灰石成本，单位为元/h；clw,i为煤种i对应的炉外石灰石成本，单位为元/h；ctl,i为煤种i对应的炉外脱硫设备用电成本，单位为元/mwh；pe为发电机组有功功率，单位为mw；rm,i煤种i燃煤单价，单位为元/103kcal；rln为炉内石灰石单价，单位为元/t；rlw为炉外石灰石单价，单位为元/t；rtl为炉外脱硫设备电价，单位为元/kwh；wlw,i为炉外脱硫设备总耗电量，单位为kw；min，i为煤种i对应的炉内石灰石耗量。

41、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

42、本发明公开了一种cfb锅炉变煤种脱硫优化方法，包括以下步骤：先引入收到基折算硫分，将电厂采购的煤种分为低硫煤、中硫煤和高硫煤，针对不同收到基折算硫分下的煤种进行锅炉效率试验和炉外脱硫试验，得到锅炉各项经济指标，包括锅炉效率、锅炉实际输入热量、炉内脱硫石灰石耗量、炉外脱硫石灰石耗量、炉外脱硫设备电耗等，结合燃煤单价、炉内脱硫石灰石单价、炉外脱硫石灰石单价、脱硫设备电价，分别计算各煤种的综合运行成本，最后择优选配cfb锅炉运行经济性较高的煤种。本发明从燃煤采购源头综合考虑锅炉经济指标的变化，指导电厂合理采购并掺配运行经济性较高的煤种，从而达到降低运行成本的目的。