动力配煤技术的应用及前景
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动力配煤技术及其自动化探讨动力配煤能满足节能与环保的要求,符合国家能源发展方向,是具有前景的洁净煤技术之一。
对动力配煤过程的优化设计进行了研究。
介绍基于可编程控制器为核心的选煤厂自动配煤控制系统。
标签:动力配煤;配煤模型;可编程控制器;配煤自动化2013年我国煤炭开采量达到37亿t,但原煤入洗率仅为56.2%,燃烧效率低下。
利用先进的动力配煤技术生产稳定的配煤产品,有利于提高燃烧效率和保证用煤安全。
动力配煤是综合各单一煤种的灰分、硫分、挥发分、发热量等主要指标,通过调节混合比例,配制出质量达標又节能减排的煤品。
它包括动力配煤发展状况、配煤工艺的选择以及产品自动检测和过程控制三个方面的内容。
1.动力配煤的发展概况我国最早使用动力煤技术质量达到稳定的方法是在1979年初由上海燃料总公司研发,20世纪80年代后,随着我国对动力配煤发展的关注,国内多个省市大力发展动力配煤技术,且取得了不错的成绩。
在国外对动力配煤相接近的概念于20世纪60年代就有报道。
西方一些国家使用混煤的主要目的是降低污染物的排放,满足锅炉设备的设计参数。
日本研究使用混煤的主要目的是燃料依赖进口,为了节约煤炭资源,减少运输费用。
澳大利亚向不同进口国家提供符合多种煤质指标的煤炭,结合配煤技术,可以帮助澳大利亚取得较好的经济效益。
我国混煤的燃烧及其研究混煤的燃烧特性并不是单一煤种的简单叠tfl,而是混煤在燃烧过程中的行为变化比煤质分析值的变化表现出更为复杂的特性,由于不同煤中的矿物组成及其特性有所区别,使得不同煤质的煤在掺配燃烧的过程中煤粒之间存在相互影响与制约的现象。
同时由于燃煤供应品种多、质量不均一,煤质不适应设备要求,造成了混煤燃烧的过程中存在主动燃烧和被动燃烧的现象,而这2种燃烧方式也是燃煤效率低的重要原因之一。
因此如果混煤配比不当,混煤的燃烧会造成设备运行水平下降、着火困难、燃烧不稳定、效率降低、结渣积灰加剧,甚至出现停炉事故。
筒仓配煤技术在我国的应用前景交通部水运科学研究院 马彦敏 通过配煤技术达到的节能减排效果,取决于成品煤煤质与燃煤煤质指标要求符合程度、煤质的稳定程度和均衡程度。
筒仓精确配煤技术可以保证成品煤煤质的稳定性和均衡化,实现节能减排目的。
1 我国煤炭利用现状煤炭是我国的主导能源,占全国一次能源总产量的70%左右,占全国一次能源总消费量的63%。
在今后很长一段时期内,煤炭仍将占据我国能源结构的主导地位。
煤炭在我国能源结构中所占的比重远远高于世界水平,而煤炭的生产和利用却给社会和环境带来了沉重的负担。
为实现国家的经济发展目标,导致对煤炭需求的不断增加,经济发展面临的能源约束矛盾和能源使用带来的环境污染问题更加突出。
稳定的煤炭供应是实现其他目标的基础。
在过去10年中,煤炭短缺、价格动荡、劣质产品、运输瓶颈等导致煤炭供应的不稳定。
在煤炭利用方面,以往的粗放式利用模式,存在能源利用率低、浪费严重问题。
我国能源效率比国际先进水平低10个百分点。
能源利用中间环节(加工、转换和贮运)损失量大,浪费严重。
我国能源利用效率与国外的差距表明,节能潜力巨大。
根据有关单位研究,按单位产品能耗和终端用能设备能耗与国际先进水平比较,目前我国的节能潜力约为3亿t标准煤。
我国是最大的二氧化碳排放国,粗放型使用能源,对环境造成了严重破坏。
目前,我国年排放二氧化硫2000多万t,酸雨面积已占国土面积的30%,大大超过环境容量。
作为世界上最大的煤炭消费国,我国煤烟型污染已相当严重,燃煤造成的二氧化硫和烟尘排放量占排放总量的70%~80%。
2009年4月20日发布的国际能源署《中国洁净煤能源战略》指出:今后10年乃至20年煤炭消费的绝对增长量仍将大大超过中国在过去10年的绝对增长量。
目前中国仍处于煤炭产量和煤炭供应敏感的困难时期,能源供需平衡仍存在问题,这个结论足以说明,需要更清洁和更有效的煤炭技术来抑制不断增长的煤炭消费所产生的影响。
为应对上述问题,实现经济持续发展、社会全面进步、资源永续利用、环境不断改善和生态良性循环的协调统一,我国已经把洁净煤技术作为调整煤炭产业结构、提高煤炭及其加工产品商业价值、改善环境、实现煤炭工业可持续发展的战略对策。
动力配煤的理论与应用研究
动力配煤既能调整煤炭的产品结构,实现产品质量稳定,提高煤炭的燃烧效率;又能减少二氧化硫、烟尘等污染物的排放,减轻环境污染,是目前能够大面积推广应用、行之有效的洁净煤技术。
近几年来,动力配煤技术的研究取得了可喜的进展,有关动力配煤的研究成果不断有所报道。
但必须注意到,动力配煤技术还很不完善,其基础研究急需进一步加强。
针对动力配煤技术存在的主要问题,作者首次从煤的煤岩组成、化学组成出发,根据煤化参数国家测试标准,从理论上推导了煤化参数(煤的挥发分、发热量)的线性可加性,再用实验加以验证,为建立动力配煤优化配方的数学模型奠定了基础。
利用热重分析法研究慢速条件下配混煤的挥发分析出规律及影响因素,建立了配混煤热解三阶段模型,为配混煤的煤化参数相同而其燃烧特性可能显著不同的理论解释提供了依据。
同时,利用热重分析法研究了单种煤及配混煤的燃烧特性及影响因素,建立了动力配煤中配混煤燃烧性能的预测方法。
配混煤的半工业性燃烧试验验证了配混煤燃烧性能预测方法的正确性。
最后,作者指出了现有动力配煤数学模型存在的主要问题和不足,完善了动力配煤的数学模型,开发了动力配煤的应用软件,使动力配煤理论科学化、实用化。
动力配煤理论在株洲洗煤厂的成功应用证实了动力配煤理论的正确性。
动力配煤技术动力配煤技术是以煤化学、煤的燃烧动力学和煤质测试等学科和技术为基础,将不同类别、不同质量的单种煤通过筛选、破碎、按不同比例混合和配入添加剂等过程,改变单种动力用煤的化学组成、物理性质和燃烧特性,充分发挥单种煤的煤质优点,克服单种煤的煤质缺点,提供可满足不同燃煤设备要求的煤炭产品的一种简易的成本较低的技术。
从而达到提高效率、节约煤炭和减少污染物排放的目的。
任何类型的锅炉和窑炉对煤质均有一定的要求,在现有条件下,要提高锅炉热效率,就要保证锅炉达到正常高效运行,使燃煤特性与锅炉设计参数相匹配。
煤质过高或过低都难以达到最佳效果。
在满足燃煤设备对煤质要求的前提下,采用动力配煤技术可最大限度地利用低质煤、或更充分地利用当地现有的煤炭资源。
不同品质煤的相互配合,还可以按不同地区对大气环境、水质的要求,、NOx及有害元素调节燃煤的硫分及氮、氯、砷、氟等有害元素含量,减少SO2的排放,最大限度地满足环境保护要求。
动力配煤技术的作用和意义(1)保证燃煤特性与用煤设备设计参数相匹配、提高设备热效率、节约煤炭;(2)通过“均质化”来保证燃煤质量的稳定,使用煤设备正常、高效运行;(3)充分利用低质煤或当地现有煤炭资源,做到物尽其用,提高社会效益;(4)调节燃煤中硫及其它有害物质的含量、满足环保要求。
一般来说,动力配煤厂由以下工艺组成,原则流程如下图。
(1)原料的接受和储存,采用的主要设备有滚龙取料机,地龙式刮板机和斗轮式取料机等。
(2)筛分,通过筛分,控制配煤粒度,同时可筛选出块煤,为煤厂增加一定的经济效益,比较常用的筛分设备有滚筒筛和振动筛。
(3)混配,是动力配煤的重要工艺,一般分为重量配料和容积配料两种。
容积配料的主要设备为园盘给料机和胶带配料机,重量配料一般采用电子皮带秤。
动力配煤是根据不同类型的工业锅炉、窑炉和取暖炉等对煤质的要求,将两种(或以上)不同品质的煤按一定比例均匀混事作为动力煤使用的工艺。
采用动力配煤可以利用某一种煤或几种煤的长处弥补另一种或几种煤的不足,取长补短,达到使锅炉用煤的品质稳定,解决煤质与炉型不相匹配的矛盾,收到使锅炉运行稳定,提高热效率,降低煤耗,减少煤尘对大气污染的效果。