第２８卷第９期
２０１２年９月 电力科学与工程 Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 巍 —一
《 砖 鞭戤曩 ｌ 鞋簸城｛ Ｖｏ１．２８。Ｎｏ．９ ５３ Ｓｅｐ．，２０１２
掺烧高炉煤气锅炉的热力计算研究
方立军，武 生
（华北电力大学能源动力与机械工程学院，河北保定０７１００３）
摘要：高炉煤气与煤粉混烧发电供热是利用高炉煤气的主要方式。对一台３００ ＭＷ煤粉锅炉掺烧高炉煤 气，在不同掺烧比例下的热力计算结果表明，随着高炉煤气掺烧比例的增加，炉膛辐射换热减少．烟道 对流换热增加，锅炉热效率降低。当高炉煤气掺烧比例为２０％时，炉膛辐射平均热负荷减少ｌ２．２２％， 烟道对流换热量增加２４％，锅炉热效率降低２．７４％。
关键词：高炉煤气；掺烧比例；锅炉热效率；热力计算
中图分类号：ＴＫ２２９．９１ 文献标识码：Ａ
０引言 １研究对象
在钢铁企业的生产过程中，会产生大量的高
炉煤气等二次能源。如果能充分利用这类二次能
源，将产生可观的经济效益。但高炉煤气热值很
低，一般在３ ３５０ ｋＪ／ｍ 左右，组成成分只有约
２０％的ＣＯ及少量碳氢化合物，其余均为不可燃
物质，难以得到充分利用。国外关于高炉煤气利
用的工作开始较早，２０世纪７０年代就开始利用
高炉煤气作为动力燃料使用，利用主要集中在两
个方面：一是高炉煤气和天然气等高热值燃气｝昆
合制成混合煤气，提高煤气的热值，建造气柜调
节煤气供应峰值，实现燃气锅炉的稳定、高效燃
烧…；二是通过高炉煤气燃气轮机联合循环来提
高高炉煤气的热效率 。国内关于高炉煤气利用
的研究大多主要集中在全燃高炉煤气锅炉发电以
及高炉煤气用于本厂加热炉燃烧供热等方面 “ ，
关于燃煤锅炉掺烧高炉煤气尤其是大容量燃煤锅
炉掺烧高炉煤气的的燃烧特性的相关文献却很少。
本文以某３００ Ｍｗ煤粉锅炉为对象，研究了
燃煤锅炉在不同高炉煤气掺烧比例下，对燃料燃
生物质燃料掺烧技术简述
一． 引言
近年来我国能源、电力供求趋紧，国内外在发电行业对资源丰富、可再生性强、有利于改善环境和可持续发展的生物质资源的开发利用给予了极大的关注。于是生物质能发电行业应运而生，在我国也掀起了生物质能发电的浪潮。据发改委能源研究所有关专家介绍，秸秆气化发电、秸秆直燃发电、煤与秸秆混燃发电都是可以采用的技术路线。煤-秸秆混燃技术的特点是可以对现有的电厂进行改造，投资很少。但是首先需要解决好电厂掺烧秸秆量的计量和监督的问题。
二． 生物质能应用简介
生物质能是绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能并贮存在生物质内部的能量,它是植物体内的叶绿素在太阳能的作用下,吸收空气中的二氧化碳和土壤中的水,最终合成碳水化合物,转化为化学能而固定下来的一种自然资源。
生物质能应用主要体现在以下几个方面:沼气发酵、制燃料乙醇、生物柴油、制乙二醇、
生物质固体成型燃料、生物质发电。
三． 生物质能发电应用现状
我国生物质能发电主要分为直燃发电和气化发电。其中，在生物质直燃发电项目上，2008年，生物质直燃发电，国家发展改革委和地方发展改革委总计核准了39个项目，合计装机容量为128.4万千瓦。目前生物质直燃发电主要应用在小型燃煤锅炉和循环流化床锅炉中，在大型电站煤粉炉中应用较少，缺乏大型电站锅炉掺烧生物质燃料相关的运行经验。
四． 电站锅炉掺烧秸秆技术性分析
考虑到投资与实际收益，目前的生物质掺烧以掺烧秸秆为宜。秸秆与矿物燃料相比，其挥发组分高、含硫量和灰分都比煤低。由于秸秆热值低、密度小，为燃料的运输、储存带来不便。秸秆中碱金属含量较高、灰熔点低，清华大学在实验室中，对典型的秸秆的燃烧特性进行了详细的研究，表明秸秆燃料均属于易结焦燃料，单纯燃烧秸秆在工业规模应用，将产生一系列的问题。若单纯以秸秆作为燃料，在锅炉实际运行过程中，会在设备内产生腐蚀、烧结等问题，严重影响设备的可靠性、安全性、以及电站的经济性，这已经为大量的国外经验所证实。
------来源网络，仅供参考 生物质燃料锅炉风量计算
@理论空气需要量（V0）的计算
a. 对于固体燃料（由于生物质颗粒燃料原料不同热值、成分均不同，目前国家标准及科研成果尚未得出生物质颗粒的燃煤兑换当量及理论空气需要量，所以无法准确计算。）
当燃料应用基挥发分Vy>15%（烟煤），
计算公式为：V0=0.251 ×QL/1000+0.278[m3(标）/kg]
当Vy<15%（贫煤或无烟煤），V0=QL/4140+0.606[m3(标）/kg]
当QL<12546kJ/kg（劣质煤）， V0=QL//4140+0.455[m3(标)/kg]
QL取1800，按无烟煤公式计算：
V0=1800/4140+0.606
@送风机送风量Vk=1.05*1.2*t*v0
1t锅炉vk=1311.5
2t锅炉vk=2622.77
3t锅炉vk=3934.16
@引风机风量计算：
气体的摩尔体积为：22.5L/mol;6.02*10^23
选择主要化学反应：
C+O2=CO2（氧化燃烧——放热反应）
H2O=H2O（物态变化——汽化）
依据物质守恒，其中生物质燃料物质摩尔量不变：
一吨生物质燃烧，按含水率10%计。（不考虑其他成分的杂质）
产生的气态物质摩尔量为：
------来源网络，仅供参考 NCO2=900*1000/12=75000mol
NH2O=100*1000/18=5555.6mol
总计摩尔量为：80555.6mol
按照摩尔体积计22.5L/mol（国标）：
燃烧生成的烟气总体积为：80555.6*22.5L/mol=1812.5m3
考虑VP=NRT，温度升高1.2系数，产生的烟气总量为：2175m3/t
由于O2来自于吸入（鼓风机）空气，按照国际标准占比21%体积。则计算吸入空气量中氧气摩尔量为75000mol，则空气体积为：
75000*22.5/1000/0.21*0.79=6348.2m3
掺混燃料的热值计算
全文共四篇示例，供读者参考
第一篇示例：
掺混燃料是指将两种或多种不同的燃料混合在一起使用，以达到节省成本、提高燃烧效率等目的。在工业生产和日常生活中，掺混燃料广泛应用于各种领域，但是掺混燃料的热值计算是一个复杂而重要的问题。本文将讨论掺混燃料的热值计算方法及其在实际应用中的意义。
一、掺混燃料的热值计算方法
掺混燃料的热值是指单位质量或单位体积混合后的燃料所释放的热量。掺混燃料的热值计算方法一般分为两种，即理论计算法和实际测试法。
1. 理论计算法
理论计算法是指根据各种燃料的热值和混合比例来计算掺混燃料的热值。具体步骤如下：
（1）确定各种燃料的热值。通常情况下，燃料的热值是通过实验测定得到的，常见的燃料有煤、燃料油、天然气等。
（2）确定掺混燃料的混合比例。根据燃料的混合比例来确定每种燃料在混合燃料中所占的比例。 2. 实际测试法
实际测试法是指通过实际燃烧实验来测定掺混燃料的热值。具体步骤如下：
（1）准备实验样品。按照混合比例准备好各种燃料，将其混合均匀。
（2）进行燃烧实验。将混合好的燃料点燃，记录燃烧过程中释放的热量。
（3）计算掺混燃料的热值。根据实验结果计算出掺混燃料的热值。
掺混燃料的热值计算在工程设计和能源管理中具有重要意义，主要体现在以下几个方面：
1. 节约成本。通过合理掺混不同的燃料可以降低生产成本，提高经济效益。
2. 提高燃烧效率。根据不同燃料的特点和混合比例，可以达到提高燃烧效率、减少污染排放的目的。
3. 保障设备安全。合理计算掺混燃料的热值可以保证设备正常运行，避免燃烧不充分、热效率低等问题。
4. 优化能源利用。根据燃料的燃烧特性和混合比例，可以实现能源的最大化利用，减少能源浪费。 掺混燃料的热值计算是一个复杂而重要的问题，可以通过理论计算法和实际测试法来进行。在实际应用中，合理计算掺混燃料的热值可以节约成本、提高燃烧效率、保障设备安全以及优化能源利用，具有广泛的应用前景和意义。让我们共同努力，探索更多关于掺混燃料热值计算的方法，为节能减排、可持续发展贡献力量。【字数：606】
