【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电站锅炉辅助系统领域，具体地涉及一种煤粉锅炉中速磨制粉系统判定方法。
技术介绍
1、我国拥有丰富的褐煤储藏，而褐煤具有挥发分很高、水分很高、发热量低、灰熔融性低、可磨性差等特点，这对大型褐煤锅炉在制粉系统选型设计上提出了特殊要求。目前，大型褐煤锅炉制粉系统常见设计是中速磨直吹式热风干燥系统和风扇磨直吹式两介质或三介质干燥系统。其中，中速磨直吹式系统具有系统简单、安全可靠，运行、操作、检修方便、运行经济性好等优点，但由于受限于空预器出口热风温度、脱硝催化反应温度、磨本体耐温特性以及锅炉一次风率，使中速磨的干燥能力受到限制。燃煤水分越高、热值越低，制粉系统需要的干燥能力就越大。我国标准采用中速磨直吹式系统要求燃煤的全水分不大于35％。从国外的一些经验，燃煤全水分也被认为是磨煤机和制粉系统的主要选型依据。燃煤的全水分不超过40％或35％，作为选用中速磨煤机或风扇磨煤机的推荐临界值。虽然国内外均采用燃煤全水分作为中速磨制粉系统的选择依据，但分界数值并不相同，并且，现有的选择依据中不能反映燃煤量对制粉系统干燥出力的影响，因而考虑并不全面，设计人员无法准确且直观地判断出是否可选用中速磨制粉系统。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于：提供一种煤粉锅炉中速磨制粉系统判定方法，解决现有制粉系统选型判定依据考虑不全面的问题，实现能够从燃煤的全水分和低位发热量两个指标直观的判定锅炉是否可采用中速磨制粉系统。
2、依据本专利技术的技术方案，本专利技术提供了一种煤粉
3、根据褐煤的所需锅炉理论干空气量与其收到基低位发热量的关系，推导出锅炉理论干空气量的关系用如下公式(1)表示：
4、
5、其中，v0为锅炉理论干空气量，a为空气量计算系数，qnet,ar为燃煤低位发热量；
6、当空气绝对湿度取10g/kg时，每kg燃煤燃烧时锅炉所需实际湿空气量用如下公式(2)表示：
7、
8、其中，为每kg燃煤燃烧时锅炉所需实际湿空气量，α为炉膛出口过量空气系数；
9、锅炉一次风量用如下公式(3)表示：
10、
11、其中，l1为锅炉一次风量，rpri为锅炉一次风率，bcal为锅炉计算燃煤量；
12、锅炉有效输出热量用如下公式(4)表示：
13、
14、其中，q有效为锅炉有效输出热量，η为锅炉效率，b为锅炉实际燃煤量，q4为不完全燃烧热损失；
15、根据公式(3)和公式(4)推导出磨煤机入口实际通风量与锅炉效率和一次风率的关系，为如下公式(5)：
16、
17、其中，qv为磨煤机入口实际通风量，n为磨煤机运行台数，qs为磨煤机密封风量；
18、制粉系统带入总热量用如下公式(6)表示：
19、qin＝qag1+qle+qs+qmac，
20、其中，qin为制粉系统带入总热量，qag1为干燥剂物理热，qle为系统漏风物理热，qs为密封风物理热，qmac为磨煤机工作产生的机械热；
21、基于中速磨煤机的制粉系统采用正压直吹式冷一次风机制粉系统，采用热风作为干燥剂、冷风调节，干燥剂物理热用如下公式(7)表示：
22、qag1＝cag1t1g1+qpar，
23、其中，t1为干燥剂混合后的空气温度，t1＝γtc+(1-γ)th，γ为低温干燥剂份额，tc为磨前一次冷风温度，th为空预器出口一次热风温度，cag1为t1温度下湿空气定压比热容，g1为磨制每千克原煤的始端干燥剂量，g1＝qv/b，qpar为一次热风再加热的热量；
24、对于中速磨煤机正压直吹式系统，漏风率取0，即无系统漏风物理热；
25、密封风物理热用如下公式(8)表示：
26、
27、其中，ts为密封风温度，cs为ts温度下的湿空气定压比热容；
28、磨煤机工作产生的机械热用如下公式(9)表示：
29、qmac＝kmace，
30、其中，kmac为机械热转化系数，e为单位磨煤电耗；
31、制粉系统带出总热量用如下公式(10)表示：
32、qout＝qev+qag2+qf+q5，
33、其中，qout为制粉系统带出总热量，qev为蒸发原煤中水分消耗并带出的热量，qag2为乏气干燥剂带出的热量，qf为加热燃料消耗的热量，q5为系统散热损失；
34、蒸发原煤中水分消耗并带出的热量用如下公式(11)表示：
35、
36、其中，δm为每千克原煤被干燥蒸发的水量，mt为燃煤全水分，mpc为煤粉水分，煤粉水分根据煤粉水分、燃煤全水分、磨煤机出口温度之间的关系曲线图进行取值，为t2下水蒸汽平均定压比热容，trc为原煤温度；
37、对于中速磨煤机正压直吹式系统，乏气干燥剂带出的热量用如下公式(12)表示：
38、
39、其中，ca2为干燥剂终端温度t2下湿空气的定压比热容，kj/(kg·℃)；
40、加热燃料消耗的热量用如下公式(13)表示：
41、
42、其中，cdc为干燥煤的比热容；
43、系统散热损失用如下公式(14)表示：
44、q5＝0.02qin；
45、制粉系统带入总热量与制粉系统带出总热量具有如下公式(15)关系：
46、qin＝qout；
47、联合公式(5)至公式(15)得到判定图，判定图中横坐标为燃煤低位发热量、纵坐标为燃煤全水分，判定图中具有第一分界线和位于第一分界线上方的第二分界线，第一分界线为低温干燥剂份额取第一干燥剂份额边界值时形成的图线，第二分界线为低温干燥剂份额取第二干燥剂份额边界值时形成的图线，第一干燥剂份额边界值＞第二干燥剂份额边界值≥0％；
48、判定图中，在第一分界线以下为低温干燥剂份额不低于第一干燥剂份额边界值作为中速磨煤机制粉系统可行的判定区域，在第一分界线和第二分界线之间为低温干燥剂份额低于第一干燥剂份额边界值且大于第二干燥剂份额边界值作为中速磨煤机制粉系统具有风险的判定区域。
49、根据一些实施例，第二干燥剂份额边界值为0％；判定图中，在第二分界线以上为不宜采用中速磨煤机制粉系统的判定区域。
50、根据一些实施例，第一干燥剂份额边界值为5％。
51、根据一些实施例，机械热转化系数kmac的取值为0.6；单位磨煤电耗e的取值范围为20～36；
52、对于燃料水分的高水分燃料，原煤温度trc＝20℃；对于其他燃料，原煤温度trc＝0℃；
53、当燃煤干燥无灰基挥发分vdaf≥40％时，磨煤机出口温度t2的取值范围为60℃～70℃，同时t2应高于露点tdp，且不能低于60℃。
54、根据一些实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种煤粉锅炉中速磨制粉系统判定方法，其特征在于，其包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的煤粉锅炉中速磨制粉系统判定方法，其特征在于，第二干燥剂份额边界值为0％；判定图中，在第二分界线以上为不宜采用中速磨煤机制粉系统的判定区域。
3.根据权利要求1所述的煤粉锅炉中速磨制粉系统判定方法，其特征在于，第一干燥剂份额边界值为5％。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的煤粉锅炉中速磨制粉系统判定方法，其特征在于，机械热转化系数Kmac的取值为0.6；单位磨煤电耗e的取值范围为20～36；
5.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的煤粉锅炉中速磨制粉系统判定方法，其特征在于，空气量计算系数a的取值范围为1.1～1.2；炉膛出口过量空气系数α的取值范围为1.1～1.3。
6.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的煤粉锅炉中速磨制粉系统判定方法，其特征在于，对于660MW等级超超临界机组，锅炉有效输出热量Q有效的取值范围为1500MW～1550MW，在锅炉未招标情况下，Q有效按1550MW取值；对于1000MW等级超超临界机
7.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的煤粉锅炉中速磨制粉系统判定方法，其特征在于，锅炉效率η的取值为92.5％以上，在锅炉未招标情况下，锅炉效率η按92.5％取值。
8.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的煤粉锅炉中速磨制粉系统判定方法，其特征在于，对于四角切圆燃烧锅炉，锅炉未燃尽碳热损失q4的取值范围在0.3％～0.5％；对于墙式对冲燃烧锅炉，锅炉未燃尽碳热损失q4的取值范围在0.2％～0.3％；在锅炉未招标情况下，锅炉未燃尽碳热损失q4的取值为0.2％。
9.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的煤粉锅炉中速磨制粉系统判定方法，其特征在于，空预器出口一次热风温度th的取值为360℃以上。
10.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的煤粉锅炉中速磨制粉系统判定方法，其特征在于，在进行制粉系统判定和设计时，调整锅炉一次风率rpri和/或一次风再加热的热量qpar，以满足处于判定图中的中速磨煤机制粉系统可行的判定区域的要求。
...【技术特征摘要】
1.一种煤粉锅炉中速磨制粉系统判定方法，其特征在于，其包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的煤粉锅炉中速磨制粉系统判定方法，其特征在于，第二干燥剂份额边界值为0％；判定图中，在第二分界线以上为不宜采用中速磨煤机制粉系统的判定区域。
3.根据权利要求1所述的煤粉锅炉中速磨制粉系统判定方法，其特征在于，第一干燥剂份额边界值为5％。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的煤粉锅炉中速磨制粉系统判定方法，其特征在于，机械热转化系数kmac的取值为0.6；单位磨煤电耗e的取值范围为20～36；
5.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的煤粉锅炉中速磨制粉系统判定方法，其特征在于，空气量计算系数a的取值范围为1.1～1.2；炉膛出口过量空气系数α的取值范围为1.1～1.3。
6.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的煤粉锅炉中速磨制粉系统判定方法，其特征在于，对于660mw等级超超临界机组，锅炉有效输出热量q有效的取值范围为1500mw～1550mw，在锅炉未招标情况下，q有效按1550mw取值；对于1000mw等级超超临界机组，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王巍，邬士军，王琳，房海青，徐梓原，聂会建，彭红文，白杰，袁雄俊，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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