鍋爐燃煤添加節(jié)煤劑試驗總結(jié)

王洪記

(兗礦集團有限公司煤化分公司 山東鄒城 273500)

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鍋爐燃煤添加節(jié)煤劑試驗總結(jié)

王洪記

(兗礦集團有限公司煤化分公司 山東鄒城 273500)

介紹了節(jié)煤劑的相關(guān)特性及其在130 t/h循環(huán)流化床鍋爐中的試驗情況。試驗結(jié)果表明：在鍋爐運行負荷和煤質(zhì)穩(wěn)定的工況下，節(jié)煤劑具有一定的節(jié)煤效果，但由于其價格較高，不一定有較好的經(jīng)濟效益；在鍋爐運行負荷和煤質(zhì)不穩(wěn)定的工況下，添加節(jié)煤劑沒有經(jīng)濟效益。

鍋爐 燃煤 節(jié)煤劑 試驗

0 前言

煤的燃燒是一個吸熱和放熱的過程，煤實際被利用的熱量等于煤燃燒所放出的熱量減去煤燃燒所需的活化能(即達到燃燒所需吸收的熱量)，因此，如果能夠設(shè)法降低煤燃燒所需的活化能，就相當于提高了煤的發(fā)熱量，從而可降低燃煤消耗。節(jié)煤劑是以降低煤炭燃燒的活化能為切入點，以提高煤的綜合燃燒性能和降低燃煤消耗為目的。為尋求節(jié)能降耗的有效途徑，兗礦集團有限公司煤化分公司于2013年對某公司提供的節(jié)煤劑進行了現(xiàn)場試驗，以驗證其承諾的節(jié)能降耗效果。

1 節(jié)煤劑的有關(guān)特性

1.1 安全性

該節(jié)煤劑由催化劑、助催化劑、滲透劑、潔凈劑、分散劑、穩(wěn)定劑等成分綜合配制而成，為水溶性、不揮發(fā)(不包括水分揮發(fā))、無毒、無腐蝕性、非易燃易爆品，對鍋爐設(shè)備不產(chǎn)生腐蝕作用，對人體也不會造成傷害。

1.2 節(jié)煤原理及節(jié)煤效果

通過高溫催化作用降低煤的著火點，減少煤燃燒的內(nèi)耗，提高發(fā)熱量，縮短煤的燃盡時間，促進煤的充分燃燒和利用率，使鍋爐出力增加，進而提高鍋爐效率。節(jié)煤劑生產(chǎn)企業(yè)承諾其節(jié)煤率不低于(6±1)%。

1.3 使用方法

節(jié)煤劑與燃煤按質(zhì)量比1∶3 000的比例添加，即1 t節(jié)煤劑原液可用于約3 000 t燃煤。使用時，為使節(jié)煤劑添加均勻，根據(jù)煤的不同含水量，向節(jié)煤劑原液中加入一定量的水，在輸送煤的皮帶輸送機上加裝設(shè)施噴灑在燃煤上即可。

2 試驗情況

本試驗由節(jié)煤劑生產(chǎn)企業(yè)免費提供節(jié)煤劑及添加節(jié)煤劑所需的相關(guān)設(shè)備，兗礦集團有限公司煤化分公司負責(zé)試驗用燃煤和鍋爐運行操作，雙方共同記錄試驗數(shù)據(jù)并進行相應(yīng)的分析整理。

2.1 試驗時間安排

試驗安排在130 t/h循環(huán)流化床鍋爐上進行，試驗時間共11 d，即空白期5 d、過渡期1 d、加劑期5 d。具體試驗時間為：2013年10月28日10:00至11月2日10:00為空白期，其運行情況作為試驗加劑的參考基準；11月2日10:00至11月3日10:00為過渡期，即開始添加節(jié)煤劑；11月3日10:00至11月8日10:00為加劑期。

2.2 試驗期間鍋爐運行負荷

試驗期間，空白期鍋爐平均產(chǎn)蒸汽80.39 t/h；11月2日至5日，因化工生產(chǎn)系統(tǒng)用汽量波動，鍋爐負荷隨之調(diào)整，鍋爐平均產(chǎn)蒸汽76.52 t/h；11月5日10:00至11月6日10:00，鍋爐平均產(chǎn)蒸汽81.63 t/h；11月6日10:00至11月7日10:00，鍋爐平均產(chǎn)蒸汽83.20 t/h；11月7日10:00至11月 8日10:00，鍋爐平均產(chǎn)蒸汽83.58 t/h。

2.3 試驗所用煤質(zhì)

因進公司的同一批煤的極限量約3 100 t，不能滿足11 d試驗用煤量要求。10月28日至11月6日15:00為同一批煤，11月6日15:00至11月8日10:00供應(yīng)同一礦點類似煤種繼續(xù)試驗，此期間煤質(zhì)分析改為每天分析1次綜合樣。

2.4 試驗用節(jié)煤劑配比

試驗用節(jié)煤劑與燃煤實際質(zhì)量配比為1∶2 877。為使節(jié)煤劑與燃煤結(jié)合更均勻，使用前將節(jié)煤劑原液加新鮮水稀釋，根據(jù)燃煤的含水量，按照原液∶水=1∶5～1∶8的質(zhì)量比進行稀釋。添加經(jīng)稀釋的節(jié)煤劑的入爐煤含水質(zhì)量分數(shù)變化范圍為0.2%～0.3%，按試驗后含水質(zhì)量分數(shù)增加0.2%計。經(jīng)稀釋的節(jié)煤劑通過霧化噴頭霧化后，均勻噴灑在皮帶輸送機的燃煤上，噴灑量根據(jù)輸送的燃煤量進行調(diào)節(jié)。

2.5 煤質(zhì)取樣及分析

煤樣經(jīng)粉碎、攪拌均勻后，分析其熱值和水含量，以試驗用煤熱值分析結(jié)果的平均值折算為標煤后，計算空白期和加劑期噸蒸汽耗標煤量。

3 試驗結(jié)果及分析

3.1 數(shù)據(jù)取值說明

計量表讀數(shù)包括蒸汽產(chǎn)量和耗煤量，分析數(shù)據(jù)包括煤的熱值和水分含量。標煤熱值為29 308 kJ/kg，節(jié)煤劑價格60 000元/t，燃煤價格520元/t。計算實際煤耗時，加劑后的煤耗扣除因添加節(jié)煤劑增加的水分(質(zhì)量分數(shù)0.2%)；不同批次的煤含水量不同，按水分含量分析數(shù)據(jù)折算扣除。

3.2 計算公式

(1)按噸蒸汽標煤耗計算節(jié)煤率：

P=(A0-A加)÷A0×100%

式中：P——節(jié)煤率，%；

A0——空白期噸蒸汽標煤耗，kgce/t；

A加——加劑期噸蒸汽標煤耗，kgce/t。

按上式計算，若P>0，表示節(jié)煤；若P<0，表示不節(jié)煤。

(2)按節(jié)煤率計算節(jié)煤量：

C節(jié)=C耗×P

式中：C節(jié)——節(jié)煤量，t；

C耗——加劑期煤耗，t。

(3)試驗消耗費用僅計算節(jié)煤劑費用，不計算為試驗準備煤的倒運、調(diào)整鍋爐負荷等費用損失，即：

Q=C節(jié)×M-C劑×C價

式中：Q——節(jié)煤費，元；

M——燃煤價格，元/t；

C劑——節(jié)煤劑消耗量，t；

C價——節(jié)煤劑價格，元/t。

3.3 試驗結(jié)果

鍋爐燃煤添加節(jié)煤劑的試驗數(shù)據(jù)匯總?cè)绫?所示。

由表1并結(jié)合上述公式計算可知：①2013年11月2日至11月5日，因生產(chǎn)系統(tǒng)用汽量波動，鍋爐出現(xiàn)間斷低負荷運行，平均產(chǎn)蒸汽較空白期下降3.87 t/h，平均節(jié)煤率為-4.89%，即非但不節(jié)煤，煤耗反而升高。②2013年11月5日至11月8日，鍋爐平均產(chǎn)蒸汽較空白期分別提高1.24，2.81和3.19 t/h，鍋爐節(jié)煤率分別為6.05%，3.76%和7.92%，即加節(jié)煤劑后有明顯的

表1 鍋爐燃煤添加節(jié)煤劑的試驗數(shù)據(jù)匯總

項 目2013-10-28至2013-11-022013-11-02至2013-11-052013-11-05至2013-11-062013-11-06至2013-11-072013-11-07至2013-11-08蒸汽產(chǎn)量/t9646.835509.561959.061996.752005.95耗煤量/t1544.6927.2295.3337.6310.1煤含水質(zhì)量分數(shù)/%8.488.488.488.2210.18煤熱值/(kJ·kg-1)2236622366223662037321742折標煤/tce1178.75706.17224.90234.82225.69噸蒸汽耗標煤/kgce122.19128.17114.80117.60112.51節(jié)煤率/%-4.896.053.767.92鍋爐平均產(chǎn)蒸汽/(t·h-1)80.3976.5281.6383.2083.58蒸汽產(chǎn)量比較說明較空白期低較空白期高較空白期高較空白期高

注：1)添加經(jīng)稀釋的節(jié)煤劑后，按試驗后水分質(zhì)量分數(shù)增加0.2%計。

節(jié)煤效果；但由于此期間鍋爐運行負荷比空白期高，煤耗降低應(yīng)同時有鍋爐負荷提高的因素。③加節(jié)煤劑試驗期間，共消耗節(jié)煤劑0.65 t，節(jié)煤劑成本為39 000元；添加節(jié)煤劑期間共消耗燃煤1 870.2 t，累計節(jié)煤量為9.78 t，節(jié)煤費用約5 086元，即添加節(jié)煤劑試驗期間的運行成本增加33 914元，沒有經(jīng)濟效益。如果只計算后3天的經(jīng)濟效益，則節(jié)煤劑成本19 800元，3天累計節(jié)煤量55.12 t，節(jié)煤費用約28 662元，即后3天試驗期間的運行成本降低8 862元，有較好的經(jīng)濟效益。

3.4 對試驗結(jié)果的修正

為消除因鍋爐負荷提高而使煤耗降低的影響，以便于準確判斷節(jié)煤劑的節(jié)煤效果，兗礦集團有限公司煤化分公司從已有鍋爐運行數(shù)據(jù)中選擇了與加劑試驗期鍋爐負荷相對應(yīng)的空白數(shù)據(jù)進行了有針對性的比較(表2)。

表2 與加劑試驗期鍋爐運行負荷相對應(yīng)的空白數(shù)據(jù)比較

項 目2013-11-102013-10-312013-10-282013-10-29蒸汽產(chǎn)量/t615652665670耗煤量/t103.0102.6101.6100.1煤含水質(zhì)量分數(shù)/%8.008.488.488.48煤熱值/(kJ·kg-1)21353223662236622366折標煤/tce75.4078.3077.5476.39噸蒸汽耗標煤/kgce122.60120.10116.60114.01節(jié)煤率/%-4.544.41-0.861.32鍋爐平均產(chǎn)蒸汽/(t·h-1)76.8881.5083.1383.75比較說明 與2013年11月2日至5日加劑期平均負荷相近,同等負荷下加劑期煤耗不降反升,與加劑期鍋爐負荷波動、煤質(zhì)變化有關(guān) 與2013年11月5日至6日加劑期平均負荷相近,同等負荷下加劑期實際節(jié)煤率4.41% 與2013年11月6日至7日加劑期平均負荷相近,同等負荷下加劑期節(jié)煤效果不明顯,與加劑期煤質(zhì)變化有關(guān) 與2013年11月7日至8日加劑期平均負荷相近,同等負荷下加劑期節(jié)煤效果不明顯,與加劑期煤質(zhì)變化有關(guān)

注：1)已有鍋爐運行數(shù)據(jù)每天均按運行8 h計。

由表2并結(jié)合上述公式計算可知：①選擇與表1中加劑試驗期鍋爐運行負荷相對應(yīng)的空白數(shù)據(jù)對比，在煤質(zhì)、負荷穩(wěn)定的情況下，加入節(jié)煤劑有節(jié)煤效果；在煤質(zhì)、負荷波動時，加入節(jié)煤劑沒有節(jié)煤效果或節(jié)煤效果不明顯。②如果按表2的節(jié)煤率計算，整個加節(jié)煤劑試驗期間節(jié)煤量為-27.88 t，即并不節(jié)煤；如果只計算后3天的經(jīng)濟效益，累計節(jié)煤14.21 t，節(jié)煤費用7 342元左右，消耗節(jié)煤劑成本19 800元，則鍋爐實際運行成本增加12 458元，沒有經(jīng)濟效益；如果單獨計算鍋爐運行負荷相當、使用同一煤質(zhì)的情況，即2013年10月31日與2013年11月5日至6日進行比較，日節(jié)煤量13.02 t，節(jié)煤費用約6 770元，消耗節(jié)煤劑成本6 000元，日運行成本降低770元，有一定的經(jīng)濟效益。

4 結(jié)語

鍋爐運行負荷波動時，蒸汽煤耗增加，節(jié)煤劑沒有節(jié)煤效果。對運行負荷、燃用煤質(zhì)較為穩(wěn)定的工況，節(jié)煤劑能起到一定節(jié)煤效果；但由于節(jié)煤劑價格較高，不一定有較好的經(jīng)濟效益。

化工鍋爐是為化工生產(chǎn)裝置運行服務(wù)的，運行負荷應(yīng)根據(jù)化工系統(tǒng)生產(chǎn)情況隨時進行調(diào)整，且燃煤煤質(zhì)波動相對較為頻繁，此種情況下使用節(jié)煤劑沒有經(jīng)濟效益。

Sum- Up of Experiment on Adding Coal- Saving Agent to Boiler Fire Coal

WANG Hongji

(Coal Chemical Branch of Yancon Group Co., Ltd. Shandong Zoucheng 273500)

An introduction is given of the related characteristics of coal-saving agent and the experimental conditions of 130 t/h circulating fluidized bed boiler with the agent. Experiment results show that under operating conditions of stable boiler operation load and coal quality, the coal-saving agent possesses certain coal saving effects, however, because of its higher price, there is no economic benefit necessarily; while under operating conditions of unstable boiler operation load and coal quality, adding coal-saving agent has no economic benefit.

boiler fire coal coal- saving agent experiment

王洪記(1969—)，男，碩士，高級工程師，長期從事煤化工生產(chǎn)技術(shù)管理及技術(shù)開發(fā)研究工作；wahoji1969@163.com。

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1006- 7779(2016)05- 0061- 03

2014- 02- 13)