专利名称：：一种煤灰沾污特性试验方法
技术领域：
：本发明涉及一种煤灰沾污特性试验方法，具体涉及一种煤灰沾污特性试验方法。
背景技术：
：煤粉锅炉受热面均会出现不同程度的沾污，一般炉内清洁受热面在一小时后由于沾污导将致其传热能力将下降3060%，造成汽温不正常、排烟温度增加、锅炉效率降低等影响机组经济运行的问题。沾污严重时造成局部烟道堵塞，出现磨损爆管(形成烟气走廊造成)以及腐蚀爆管(灰中NaO含量高造成碱金属腐蚀)等安全事故。2002年，国华盘山电厂则出现因尾部受热面塌灰从而引起锅炉灭火的严重事故。另外，受热面的沾污不仅关系到锅炉的安全经济运行，也关系到炉膛辐射受热面与对流受热面积的比例以及吹灰器的合理设计与安排。美国CE公司以炉膛沾污程度(DIRTY)来确定热力计算中的沾污系统，沾污程度由轻到严重的值为0—100%。据CE公司经验，吴泾电厂燃用的神木煤的沾污程度为100%，而上锅则根据试烧试验结果选为80%，吴泾电厂Nell、N2l2炉投运后未出现严重结渣及沾污问题。所以，研究煤的沾污特性，降低锅炉积灰倾向一直是大型锅炉安全燃烧所面临的重点问题之一。目前，判断煤灰沾污特性的大部分方法是根据煤质常规分析数据推导的一些经验公式得出的判别指标，与锅炉实际燃用过程中的飞灰对受热面的磨损有一定的差异，甚至有的煤种实际磨损性能偏离经验公式值较多。目前也有建立专门的试验台对飞灰磨损性能进行测试，但尚未形成一个系统的判别指标。
发明内容本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种煤灰沾污特性试验方法，具有准确可靠的特点。本发明的技术方案是这样实现的一种煤灰沾污特性试验方法，包括以下步骤第一步将煤粉装入炉膛加入柴油进行混烧，煤粉与油的重量比例在100:1—10:l之间，在燃烧过程中，逐渐增加煤量到需要值，逐渐减少油量直至不投油，待燃烧稳定后，即在不投油的情况下，未发生灭火，且在控制参数未发生改变的情况下，对屏式辐射过热器8、一级过热器9、二级过热器IO、三级过热器ll、空气预热器4的各受热面，采用压縮空气对受热面上的沾污层进行吹扫，吹灰稳定后10-20分钟，即各运行参数没有较大改变时，记录一组参数作为沾污前参数，具体记录参数见下表:试验煤样给煤量kg/h炉膛出口氧量%入炉煤总空气量kg/h一次风温°C一次风风量mVh二次风温°C二次风风量m7h炉膛顶部辐射过热器壁温°C7<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>第三步根据以上记录的数据，将所有受热面段的烟温、烟压变化速率作为判别灰沾污的总体依据，用V二k/ko(0)表示，其中k表示污染后的受热面传热系数，ko表示污染前的受热面传热系数，污染前传热量是Qo-k()HAt。(1)其中H表示计算受热面积，Ato表示温压。由于Qo二Cp.V.(to"—V)XIOOO(2)Cp——压縮空气的定压比热；V——压縮空气流量；to"、V——压縮空气、出、进口温度。△t0=e0—t0(3)由于00=(e0，+80")/2(4)eo——烟气平均温度，k。t0=(t0"+to，)/2(5)to——空气平均温度，k。式(4)、(5)通过上述的测量数值可以求出，再代入式(3)求出Ato，最后将式(3)和式(2)得出的结果代入式(1)得出"H。关于沾污后的情况，同理可求出kH，根据式(0):v==k/k0，即可得到某一时刻有效系数V。该指标反映了煤灰的沾污情况，该值越小，表明传热效果越差，沾污情况越严重，因此定义沾污系数FI二^r。FI=kH/k0H=k/ko作出各受热面沾污系数随时间的变化曲线。利用本发明测试出的结果，能够直观、准确地反映受热面的沾污情况。图1是实施例一的沾污变化曲线，横轴表示参数记录时间，纵轴表示沾污系数。图2是实施例二的沾污变化曲线，横，由表示参数记录时间，纵轴表示沾污系数。图3是实施例三的沾污变化曲线，横轴表示参数记录时间，纵轴表示沾污系数。图4是实施本发明所用的装置。具体实施方式实施例一第一步将宝日希勒褐煤煤粉装入炉膛加入油进行混烧，比例为10:1，由于煤粉燃烧后的烟气流将流经的受热面沾污，所述的受^i面为屏式辐射过热器8、一级过热器9、二级过热器IO、三级过热器ll、空气预热器4，待燃烧稳定后，对各受热面进行吹灰，稳定15分钟后记录一组参数作为沾污前参数，即下表中0时刻的数据；第二步每隔30分钟测量一次人工测量参数，数采仪每30秒采集一次数据，第一步、第二步的数据详见下表时间<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>第三步以所有受热面段的烟温、烟压变化速率作为判别灰沾污的总体依据，根据
发明内容中公开的公式计算方法，代入求得各受热面FI计算结果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>沾污变化曲线见图2。实施例三第一步将石圪台煤煤粉装入炉膛加入油进行混烧，比例为15:1，由于煤粉燃烧后的烟气流将流经的受热面沾污，所述的受热面为屏式辐射过热器8、一级过热器9、二级过热器IO、三级过热器ll、空气预热器4，待燃烧稳定后，对各受热面进行吹灰，稳定20分钟后记录一组参数作为沾污前参数，即下表中0时刻的数据；第二步每隔30分钟测量一次人工测量参数，数采仪每30秒采集一次数据，第一步、第二步的数据详见下表<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>第三步以所有受热面段的烟温、烟压变化速率作为判别灰沾污的总体依据，根据
发明内容中公开的公式计算方法，代入求得各受热面FI计算结果如下-<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>沾污变化曲线见图3本发明所用的试验装置包括给煤机1，给煤机1的落煤管通过风管与燃烧器2的一次风粉混合物喷口连通，给煤机1的落煤管还通过一次风管3与空气预热器4的一次风出口相连通，空气预热器4的入口分别与送风机5的出口、除尘器6的入口通过风管连通，空气预热器4的二次风出口还通过二次风管7与燃烧器2的二次风喷口相连通，燃烧器2的上端烟气出口通过风管依次将屏式辐射过热器8的出入口、一级过热器9的出入口、二级过热器10的出入口、三级过热器11的出入口、空气预热器4的出口相连通，燃烧器2下端的风管末端是出渣口12。权利要求1、一种煤灰沾污特性试验方法，其特征在于，包括以下步骤第一步将煤粉装入炉膛加入柴油进行混烧，煤粉与油的比例在100∶1-10∶1之间，待燃烧稳定后，即在不投油的情况下，未发生灭火，且在控制参数未发生改变的情况下，对屏式辐射过热器8、一级过热器9、二级过热器10、三级过热器11、空气预热器4的各受热面，采用压缩空气对受热面上的沾污层进行吹扫，吹灰后稳定，即各运行参数没有改变时，10-20分钟后记录一组参数作为沾污前参数，具体记录参数见下表<tablesid="tabl0001"num="0001"wi="145"><table><tgroupcols="2"><colspeccolname="c001"colwidth="72%"/><colspeccolname="c002"colwidth="28%"/><thead></column></row><row><column><entrymorerows="1">试验煤样给煤量</entry><entrymorerows="1">kg/h</entry></column></row></thead><tbody></column></row><row><column><entrymorerows="1">炉膛出口氧量</entry><entrymorerows="1">％</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">入炉煤总空气量</entry><entrymorerows="1">kg/h</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">一次风温</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">一次风风量</entry><entrymorerows="1">m3/h</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">二次风温</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">二次风风量</entry><entrymorerows="1">m3/h</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">炉膛顶部辐射过热器壁温</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">炉膛顶部压缩空气温度</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">炉膛顶部压缩空气流量</entry><entrymorerows="1">m3/h</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平烟道一级过热器壁温</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平烟道一级过热器压缩空气温度</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平烟道一级过热器压缩空气流量</entry><entrymorerows="1">m3/h</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平烟道二级过热器壁温</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平烟道二级过热器压缩空气温度</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平烟道二级过热器压缩空气流量</entry><entrymorerows="1">m3/kg</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平烟道三级过热器壁温</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平烟道三级过热器压缩空气温度</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平烟道三级过热器压缩空气流量</entry><entrymorerows="1">m3/kg</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">辐射过热器底部烟温</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">炉膛出口烟温</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">二级过热器后烟温</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">三级过热器后烟温</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></tbody></tgroup></column></row><table></tables><tablesid="tabl0002"num="0002"wi="144"><table><tgroupcols="2"><colspeccolname="c001"colwidth="72%"/><colspeccolname="c002"colwidth="27%"/><thead></column></row><row><column><entrymorerows="1">四级过热器后烟温</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></thead><tbody></column></row><row><column><entrymorerows="1">空预器后烟温</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">辐射过热器压缩空气出口汽温t01“</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平烟道一级过热器压缩空气出口汽温t02“</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平烟道二级过热器压缩空气出口汽温t03“</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平烟道三级过热器压缩空气出口汽温t04</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">空预器出口风温t05</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">压缩空气入口汽温t0’</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">空预器入口空气温度t05’</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></tbody></tgroup></column></row><table></tables>第二步每隔25-40分钟进行一次人工测量参数，人工测量参数如下<tablesid="tabl0003"num="0003"wi="61"><table><tgroupcols="2"><colspeccolname="c001"colwidth="85%"/><colspeccolname="c002"colwidth="15%"/><thead></column></row><row><column><entrymorerows="1">炉膛负压</entry><entrymorerows="1">Pa</entry></column></row></thead><tbody></column></row><row><column><entrymorerows="1">一次风压差</entry><entrymorerows="1">Pa</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">二次风压差</entry><entrymorerows="1">Pa</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">炉膛顶部过热器压缩空气压力</entry><entrymorerows="1">Pa</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平烟道一级过热器压差</entry><entrymorerows="1">pa</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平烟道二级过热器压差</entry><entrymorerows="1">pa</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平烟道三级过热器压差</entry><entrymorerows="1">pa</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">炉膛出口氧量</entry><entrymorerows="1">％</entry></column></row></tbody></tgroup></column></row><table></tables>数采仪每30秒采集一次数据，采集记录的参数如下<tablesid="tabl0004"num="0004"wi="144"><table><tgroupcols="2"><colspeccolname="c001"colwidth="72%"/><colspeccolname="c002"colwidth="27%"/><thead></column></row><row><column><entrymorerows="1">一次风温</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></thead><tbody></column></row><row><column><entrymorerows="1">二次风温</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">炉膛顶部辐射过热器壁温</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">炉膛顶部压缩空气温度</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平烟道一级过热器壁温</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平烟道一级过热器压缩空气温度</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平烟道二级过热器壁温</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平烟道二级过热器压缩空气温度</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平烟道三级过热器壁温</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平烟道三级过热器压缩空气温度</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">辐射过热器底部烟温</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">炉膛出口烟温</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">二级过热器后烟温</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">三级过热器后烟温</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">四级过热器后烟温</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">空预器后烟温</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></tbody></tgroup></column></row><table></tables><tablesid="tabl0005"num="0005"wi="144"><table><tgroupcols="2"><colspeccolname="c001"colwidth="72%"/><colspeccolname="c002"colwidth="28%"/><thead></column></row><row><column><entrymorerows="1">辐射过热器压缩空气出口汽温t01“</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></thead><tbody></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平烟道一级过热器压缩空气出口汽温t02“</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平烟道二级过热器压缩空气出口汽温t03“</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平烟道三级过热器压缩空气出口汽温t04</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">空预器出口风温t05</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">压缩空气入口汽温t0’</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">空预器入口空气温度t05’</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></tbody></tgroup></column></row><table></tables>第三步根据以上记录的数据，将所有受热面段的烟温、烟压变化速率作为判别灰沾污的总体依据，用Ψ＝k/k0(0)表示，其中k表示污染后的受热面传热系数，k0表示污染前的受热面传热系数，污染前传热量是Q0＝k0HΔt0(1)其中H表示计算受热面积，Δt0表示温压，由于Q0＝Cp.V.(t0”-t0’)×1000(2)Cp——压缩空气的定压比热；V——压缩空气流量；t0”、t0’——压缩空气出、进口温度，Δt0＝θ0-t0(3)由于θ0＝(θ0’+θ0”)/2(4)θ0——烟气平均温度，kt0＝(t0”+t0’)/2(5)t0——空气平均温度，k式(4)、(5)通过上述的测量数值可以求出，再代入式(3)求出Δt0，最后将式(3)和式(2)得出的结果代入式(1)得出k0H，关于沾污后的情况，同理可求出kH，根据式(0)Ψ＝k/k0，即可得到某一时刻有效系数Ψ，该指标反映了煤灰的沾污情况，该值越小，表明传热效果越差，沾污情况越严重，因此定义沾污系数FI＝Ψ，FI＝kH/k0H＝k/k0。全文摘要一种煤灰沾污性能试验方法，将煤充分燃烧后，煤灰沾污各个受热面，根据各个受热面沾污前后的各项参数，利用公式计算出各受热面的烟温、烟压变化速率ψ＝k/k<sub>0</sub>，用ψ＝k/k<sub>0</sub>作为判别煤灰沾污的总体指标依据，该指标反映了煤灰的沾污情况，该值越小，表明传热效果越差，沾污情况越严重，本发明能够具有直观、准确可靠地判断煤灰沾污特性，并形成了一个系统的判别指标。文档编号G01N33/22GK101650357SQ200910022520公开日2010年2月17日申请日期2009年5月14日优先权日2009年5月14日发明者何红光,刘家利,伟姚,杨忠灿,王月明,王桂芳,相大光,毅蒙,宁薛申请人:西安热工研究院有限公司