王洪記

(兗礦集團(tuán)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(yàn)總結(jié)

王洪記

(兗礦集團(tuán)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(yàn)情況。試驗(yàn)結(jié)果表明：在鍋爐運(yùn)行負(fù)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(jià)格較高，不一定有較好的經(jīng)濟(jì)效益；在鍋爐運(yùn)行負(fù)荷和煤質(zhì)不穩(wěn)定的工況下，添加節(jié)煤劑沒有經(jīng)濟(jì)效益。

鍋爐 燃煤 節(jié)煤劑 試驗(yàn)

0 前言

煤的燃燒是一個(gè)吸熱和放熱的過程，煤實(shí)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(dá)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(dāng)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(diǎn)，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(tuán)有限公司煤化分公司于2013年對(duì)某公司提供的節(jié)煤劑進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)，以驗(yàn)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(duì)鍋爐設(shè)備不產(chǎn)生腐蝕作用，對(duì)人體也不會(huì)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(diǎn)，減少煤燃燒的內(nèi)耗，提高發(fā)熱量，縮短煤的燃盡時(shí)間，促進(jìn)煤的充分燃燒和利用率，使鍋爐出力增加，進(jìn)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(shí)，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(jī)上加裝設(shè)施噴灑在燃煤上即可。

2 試驗(yàn)情況

本試驗(yàn)由節(jié)煤劑生產(chǎn)企業(yè)免費(fèi)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(tuán)有限公司煤化分公司負(fù)責(zé)試驗(yàn)用燃煤和鍋爐運(yùn)行操作，雙方共同記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行相應(yīng)的分析整理。

2.1 試驗(yàn)時(shí)間安排

試驗(yàn)安排在130 t/h循環(huán)流化床鍋爐上進(jìn)行，試驗(yàn)時(shí)間共11 d，即空白期5 d、過渡期1 d、加劑期5 d。具體試驗(yàn)時(shí)間為：2013年10月28日10:00至11月2日10:00為空白期，其運(yùn)行情況作為試驗(yàn)加劑的參考基準(zhǔn)；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(yàn)期間鍋爐運(yùn)行負(fù)荷

試驗(yàn)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(dòng)，鍋爐負(fù)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(yàn)所用煤質(zhì)

因進(jìn)公司的同一批煤的極限量約3 100 t，不能滿足11 d試驗(yàn)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(diǎn)類似煤種繼續(xù)試驗(yàn)，此期間煤質(zhì)分析改為每天分析1次綜合樣。

2.4 試驗(yàn)用節(jié)煤劑配比

試驗(yàn)用節(jié)煤劑與燃煤實(shí)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(jìn)行稀釋。添加經(jīng)稀釋的節(jié)煤劑的入爐煤含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化范圍為0.2%～0.3%，按試驗(yàn)后含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加0.2%計(jì)。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(jī)的燃煤上，噴灑量根據(jù)輸送的燃煤量進(jìn)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(yàn)用煤熱值分析結(jié)果的平均值折算為標(biāo)煤后，計(jì)算空白期和加劑期噸蒸汽耗標(biāo)煤量。

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 數(shù)據(jù)取值說明

計(jì)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(biāo)煤熱值為29 308 kJ/kg，節(jié)煤劑價(jià)格60 000元/t，燃煤價(jià)格520元/t。計(jì)算實(shí)際煤耗時(shí)，加劑后的煤耗扣除因添加節(jié)煤劑增加的水分(質(zhì)量分?jǐn)?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(jì)算公式

(1)按噸蒸汽標(biāo)煤耗計(jì)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(biāo)煤耗，kgce/t；

A加——加劑期噸蒸汽標(biāo)煤耗，kgce/t。

按上式計(jì)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(jì)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(yàn)消耗費(fèi)用僅計(jì)算節(jié)煤劑費(fèi)用，不計(jì)算為試驗(yàn)準(zhǔn)備煤的倒運(yùn)、調(diào)整鍋爐負(fù)荷等費(fèi)用損失，即：

Q=C節(jié)×M-C劑×C價(jià)

式中：Q——節(jié)煤費(fèi)，元；

M——燃煤價(jià)格，元/t；

C劑——節(jié)煤劑消耗量，t；

C價(jià)——節(jié)煤劑價(jià)格，元/t。

3.3 試驗(yàn)結(jié)果

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

由表1并結(jié)合上述公式計(jì)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(dòng)，鍋爐出現(xiàn)間斷低負(fù)荷運(yùn)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(yàn)數(shù)據(jù)匯總

項(xiàng) 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?jǐn)?shù)/%8.488.488.488.2210.18煤熱值/(kJ·kg-1)2236622366223662037321742折標(biāo)煤/tce1178.75706.17224.90234.82225.69噸蒸汽耗標(biāo)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(yàn)后水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加0.2%計(jì)。

節(jié)煤效果；但由于此期間鍋爐運(yùn)行負(fù)荷比空白期高，煤耗降低應(yīng)同時(shí)有鍋爐負(fù)荷提高的因素。③加節(jié)煤劑試驗(yàn)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(jì)節(jié)煤量為9.78 t，節(jié)煤費(fèi)用約5 086元，即添加節(jié)煤劑試驗(yàn)期間的運(yùn)行成本增加33 914元，沒有經(jīng)濟(jì)效益。如果只計(jì)算后3天的經(jīng)濟(jì)效益，則節(jié)煤劑成本19 800元，3天累計(jì)節(jié)煤量55.12 t，節(jié)煤費(fèi)用約28 662元，即后3天試驗(yàn)期間的運(yùn)行成本降低8 862元，有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

3.4 對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的修正

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

表2 與加劑試驗(yàn)期鍋爐運(yùn)行負(fù)荷相對(duì)應(yīng)的空白數(shù)據(jù)比較

項(xiàng) 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?jǐn)?shù)/%8.008.488.488.48煤熱值/(kJ·kg-1)21353223662236622366折標(biāo)煤/tce75.4078.3077.5476.39噸蒸汽耗標(biāo)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(fù)荷相近,同等負(fù)荷下加劑期煤耗不降反升,與加劑期鍋爐負(fù)荷波動(dòng)、煤質(zhì)變化有關(guān) 與2013年11月5日至6日加劑期平均負(fù)荷相近,同等負(fù)荷下加劑期實(shí)際節(jié)煤率4.41% 與2013年11月6日至7日加劑期平均負(fù)荷相近,同等負(fù)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(fù)荷相近,同等負(fù)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(yùn)行數(shù)據(jù)每天均按運(yùn)行8 h計(jì)。

由表2并結(jié)合上述公式計(jì)算可知：①選擇與表1中加劑試驗(yàn)期鍋爐運(yùn)行負(fù)荷相對(duì)應(yīng)的空白數(shù)據(jù)對(duì)比，在煤質(zhì)、負(fù)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(fù)荷波動(dòng)時(shí)，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(jì)算，整個(gè)加節(jié)煤劑試驗(yàn)期間節(jié)煤量為-27.88 t，即并不節(jié)煤；如果只計(jì)算后3天的經(jīng)濟(jì)效益，累計(jì)節(jié)煤14.21 t，節(jié)煤費(fèi)用7 342元左右，消耗節(jié)煤劑成本19 800元，則鍋爐實(shí)際運(yùn)行成本增加12 458元，沒有經(jīng)濟(jì)效益；如果單獨(dú)計(jì)算鍋爐運(yùn)行負(fù)荷相當(dāng)、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(jìn)行比較，日節(jié)煤量13.02 t，節(jié)煤費(fèi)用約6 770元，消耗節(jié)煤劑成本6 000元，日運(yùn)行成本降低770元，有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

鍋爐運(yùn)行負(fù)荷波動(dòng)時(shí)，蒸汽煤耗增加，節(jié)煤劑沒有節(jié)煤效果。對(duì)運(yùn)行負(fù)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(jià)格較高，不一定有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

化工鍋爐是為化工生產(chǎn)裝置運(yùn)行服務(wù)的，運(yùn)行負(fù)荷應(yīng)根據(jù)化工系統(tǒng)生產(chǎn)情況隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，且燃煤煤質(zhì)波動(dòng)相對(duì)較為頻繁，此種情況下使用節(jié)煤劑沒有經(jīng)濟(jì)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(jí)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。

TK229.6+6

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1006- 7779(2016)05- 0061- 03

2014- 02- 13)