一种循环流化床锅炉掺烧污泥的能效评估方法与流程

本申请涉及循环流化床锅炉分析
技术领域：
，尤其涉及一种循环流化床锅炉掺烧污泥的能效评估方法。
背景技术：
：随着科学技术的发展以及人们对生态环境的重视，能源供给结构面临变革，新能源替代传统能源、非化石能源替代化石能源是当今的变革主流。污泥是一种具有热值高、含有丰富有机物及营养物的潜在优质“二次资源”。在循环流化床锅炉中掺烧污泥是高效利用污泥资源的有效途径，对上述掺烧进行评估分析，可以有效指导循环流化床锅炉中掺烧污泥的相关工作，然而现有没有对污泥掺烧后，对锅炉热效率和环保系统影响的评估方法。技术实现要素：本申请提供了一种循环流化床锅炉掺烧污泥的能效评估方法，解决了现在循环流化床锅炉中掺烧污泥后，没有对锅炉热效率和环保系统影响的评估方法的技术问题。有鉴于此，本申请第一方面提供了一种循环流化床锅炉掺烧污泥的能效评估方法，包括：获取循环流化床锅炉掺烧污泥时的排烟热损失、气体未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧热损失、锅炉散热损失、灰渣物理显热损失、脱硫热损失、其他热损失、外来热量与燃料低位发热量的百分比，其中，所述循环流化床锅炉采用循环燃烧方式进行燃烧；获取所述循环流化床锅炉掺烧污泥时排放烟气中的so2浓度、nox浓度、烟尘浓度、重金属浓度和固体样品含量；基于锅炉热效率计算公式，根据所述排烟热损失、所述气体未完全燃烧热损失、所述固体未完全燃烧热损失、所述锅炉散热损失、所述灰渣物理显热损失、所述脱硫热损失、所述其他热损失、所述外来热量与燃料低位发热量的百分比，计算所述循环流化床锅炉掺烧污泥后的锅炉热效率；根据所述so2浓度、所述nox浓度、所述烟尘浓度和所述重金属浓度，确定掺烧时的排放评估结果。可选地，所述获取所述循环流化床锅炉掺烧污泥时排放烟气中的so2浓度具体包括：在所述循环流化床锅炉的烟囱入口烟道设置网格状的第一测量点；测量各所述第一测量点处的so2子浓度和对应的氧浓度；将各所述so2子浓度转换为同一氧浓度下后，进行算术平均，得到所述循环流化床锅炉掺烧污泥时排放烟气中的so2浓度。可选地，所述获取所述循环流化床锅炉掺烧污泥时排放烟气中的nox浓度具体包括：在所述循环流化床锅炉的烟囱入口烟道设置网格状的第二测量点；测量各所述第二测量点处的nox子浓度和对应的氧浓度；将各所述nox子浓度转换为同一氧浓度下后，进行算术平均，得到所述循环流化床锅炉的烟囱入口烟道处的nox浓度。可选地，所述获取所述循环流化床锅炉掺烧污泥时排放烟气中的烟尘浓度具体包括：在所述循环流化床锅炉的烟囱入口烟道设置网格状的第三测量点；在各所述第三测量点处进行烟尘取样，并记录对应取样时的烟气体积、烟气温度、压力、大气压、烟尘取样滤筒空重和取样后的烟尘取样滤筒实重；根据所述烟气体积、所述烟气温度、所述压力、所述大气压、所述烟尘取样滤筒空重和所述烟尘取样滤筒实重，计算得到各所述第三测量点处的子烟尘浓度；将所有所述子烟尘浓度进行算术平均，得到述循环流化床锅炉掺烧污泥时排放烟气中的烟尘浓度。可选地，所述获取所述循环流化床锅炉掺烧污泥时排放烟气中的重金属浓度具体包括：在所述循环流化床锅炉的烟囱入口烟道设置第四测量点；在所述第四测量点处进行烟气取样；对取样得到的烟气进行过滤和分段吸收的方式获取重金属。可选地，所述锅炉热效率计算公式包括：ηdes＝100-(q2,des+q3,des+q4,des+q5,des+q7,des+qoth,des-qex)；式中，ηdes为锅炉热效率，q2,des为排烟热损失，q3,des为气体未完全燃烧热损失，q4,des为固体未完全燃烧热损失，q5,des为锅炉散热损失，q7,des为脱硫热损失，qoth,des为其他热损失，qex为外来热量与燃料低位发热量的百分比。从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：本申请提供了一种循环流化床锅炉掺烧污泥的能效评估方法，包括：获取循环流化床锅炉掺烧污泥时的排烟热损失、气体未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧热损失、锅炉散热损失、灰渣物理显热损失、脱硫热损失、其他热损失、外来热量与燃料低位发热量的百分比，其中，循环流化床锅炉采用循环燃烧方式进行燃烧；获取循环流化床锅炉掺烧污泥时排放烟气中的so2浓度、nox浓度、烟尘浓度、重金属浓度和固体样品含量；基于锅炉热效率计算公式，根据排烟热损失、气体未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧热损失、锅炉散热损失、灰渣物理显热损失、脱硫热损失、其他热损失、外来热量与燃料低位发热量的百分比，计算循环流化床锅炉掺烧污泥后的锅炉热效率；根据so2浓度、nox浓度、烟尘浓度和重金属浓度，确定掺烧时的排放评估结果。本申请中，通过采集循环流化床锅炉在燃烧时的过程参数，如：排烟热损失、气体未完全燃烧热损失、so2浓度、nox浓度等，分别得到掺烧时的锅炉热效率和排放评估结果，从而实现对循环流化床锅炉中掺烧污泥后的锅炉热效率和对环保系统的影响进行了评估，解决了现在循环流化床锅炉中掺烧污泥后，没有对锅炉热效率和环保系统影响的评估方法的技术问题。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本申请实施例中一种循环流化床锅炉掺烧污泥的能效评估方法的第一实施例的流程示意图；图2为本申请实施例中一种循环流化床锅炉掺烧污泥的能效评估方法的第二实施例的流程示意图。具体实施方式本申请实施例提供了一种循环流化床锅炉掺烧污泥的能效评估方法，解决了现在循环流化床锅炉中掺烧污泥后，没有对锅炉热效率和环保系统影响的评估方法的技术问题。为了使本
技术领域：
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。请参阅图1，本申请实施例中一种循环流化床锅炉掺烧污泥的能效评估方法的第一实施例的流程示意图，包括：步骤101、获取循环流化床锅炉掺烧污泥时的排烟热损失、气体未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧热损失、锅炉散热损失、灰渣物理显热损失、脱硫热损失、其他热损失、外来热量与燃料低位发热量的百分比，其中，循环流化床锅炉采用循环燃烧方式进行燃烧。需要说明的是，循环流化床锅炉采用循环燃烧方式进行燃烧，传统煤粉锅炉是一次性燃烧完全，因此在掺烧污泥时，需要保证如下关键技术：(1)掺烧污泥比例要控制，保证循环流化床锅炉燃烧稳定；(2)掺烧污泥后环保系统不能出现超标问题；(3)掺烧污泥后锅炉及环保系统燃烧稳定，锅炉运行稳定等。步骤102、获取循环流化床锅炉掺烧污泥时排放烟气中的so2浓度、nox浓度、烟尘浓度、重金属浓度和固体样品含量。步骤103、基于锅炉热效率计算公式，根据排烟热损失、气体未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧热损失、锅炉散热损失、灰渣物理显热损失、脱硫热损失、其他热损失、外来热量与燃料低位发热量的百分比，计算循环流化床锅炉掺烧污泥后的锅炉热效率。步骤104、根据so2浓度、nox浓度、烟尘浓度和重金属浓度，确定掺烧时的排放评估结果。本实施例中，通过采集循环流化床锅炉在燃烧时的过程参数，如：排烟热损失、气体未完全燃烧热损失、so2浓度、nox浓度等，分别得到掺烧时的锅炉热效率和排放评估结果，从而实现对循环流化床锅炉中掺烧污泥后的锅炉热效率和对环保系统的影响进行了评估，解决了现在循环流化床锅炉中掺烧污泥后，没有对锅炉热效率和环保系统影响的评估方法的技术问题。以上为本申请实施例提供的一种循环流化床锅炉掺烧污泥的能效评估方法的第一实施例，以下为本申请实施例提供的一种循环流化床锅炉掺烧污泥的能效评估方法的第二实施例。请参阅图2，本申请实施例中一种循环流化床锅炉掺烧污泥的能效评估方法的第二实施例的流程示意图，包括：步骤201、获取循环流化床锅炉掺烧污泥时的排烟热损失、气体未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧热损失、锅炉散热损失、灰渣物理显热损失、脱硫热损失、其他热损失、外来热量与燃料低位发热量的百分比，其中，循环流化床锅炉采用循环燃烧方式进行燃烧。需要说明的是，对于排烟热损失、气体未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧热损失、锅炉散热损失、灰渣物理显热损失、脱硫热损失、其他热损失、外来热量与燃料低位发热量的百分比的获取，可以是获取掺烧时循环流化床锅炉的空预器出口处的烟气温度和烟气成分(例如o2、co、nox、co2)，及空预器进口处的一次风温度、二次风温度；然后再通过上述测量到的烟气温度和烟气成分，及空预器进口处的一次风温度、二次风温度进行上述的排烟热损失、气体未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧热损失、锅炉散热损失、灰渣物理显热损失、脱硫热损失、其他热损失、外来热量与燃料低位发热量的百分比计算。步骤202、在循环流化床锅炉的烟囱入口烟道设置网格状的第一测量点。第一测量点的数量可以根据需要进行设置，例如4个、6个、9个等，本领域技术人员可以根据需要进行设置。设置网格状的点进行多次测量的方式求取平均值的方式可以使得测量得到的so2浓度更准确。步骤203、测量各第一测量点处的so2子浓度和对应的氧浓度。测量so2子浓度选用的设备为可以连续测量的仪器，o2的测量采用顺磁式氧量分析仪进行测量。步骤204、将各so2子浓度转换为同一氧浓度下后，进行算术平均，得到循环流化床锅炉掺烧污泥时排放烟气中的so2浓度。步骤205、在循环流化床锅炉的烟囱入口烟道设置网格状的第二测量点。步骤206、测量各第二测量点处的nox子浓度和对应的氧浓度。步骤207、将各nox子浓度转换为同一氧浓度下后，进行算术平均，得到循环流化床锅炉的烟囱入口烟道处的nox浓度。步骤208、在循环流化床锅炉的烟囱入口烟道设置网格状的第三测量点。步骤209、在各第三测量点处进行烟尘取样，并记录对应取样时的烟气体积、烟气温度、压力、大气压、烟尘取样滤筒空重和取样后的烟尘取样滤筒实重。步骤210、根据烟气体积、烟气温度、压力、大气压、烟尘取样滤筒空重和烟尘取样滤筒实重，计算得到各第三测量点处的子烟尘浓度。步骤211、将所有子烟尘浓度进行算术平均，得到述循环流化床锅炉掺烧污泥时排放烟气中的烟尘浓度。通过本实施例中测量得到的烟尘浓度及相关过程参数如下表1所示：表1步骤212、在循环流化床锅炉的烟囱入口烟道设置第四测量点。步骤213、在第四测量点处进行烟气取样。步骤214、对取样得到的烟气进行过滤和分段吸收的方式获取重金属。对于重金属浓度的测量，重金属包括飞灰、炉渣、原煤及生物质混合样，测试项目包括：ph值、汞、镉、铅、砷、镍、总铬、六价铬、铜、锌、铍、钡、银、硒、烷基汞、氰化物、苯并(a)芘分析化验，每个样品取样2次，开展试验测量。本实施例中为烟囱70m处烟气中汞浓度测量结果如表2所示。表2名称350mw不掺烧污泥工况350mw掺烧污泥工况国内排放限制hg1.811.1630由表3可知，未污泥掺烧和污泥产生后烟囱出口处hg浓度均满足相应标准要求，现场实际测量汞浓度分别为1.81μg/m3、1.16μg/m3(标，干，6％o2)，远低于环保要求，说明目前电厂燃用污泥前后，烟囱出口处汞浓度很低。步骤215、基于锅炉热效率计算公式，根据排烟热损失、气体未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧热损失、锅炉散热损失、灰渣物理显热损失、脱硫热损失、其他热损失、外来热量与燃料低位发热量的百分比，计算循环流化床锅炉掺烧污泥后的锅炉热效率。需要说明的是，锅炉热效率计算公式包括：ηdes＝100-(q2,des+q3,des+q4,des+q5,des+q7,des+qoth,des-qex)；式中，ηdes为锅炉热效率，q2,des为排烟热损失，q3,des为气体未完全燃烧热损失，q4,des为固体未完全燃烧热损失，q5,des为锅炉散热损失，q7,des为脱硫热损失，qoth,des为其他热损失，qex为外来热量与燃料低位发热量的百分比。采用上述的方法在180mw负荷时进行掺烧试验，结果如下表3所示表3从试验结果来看，在180mw负荷下，随着污泥掺烧比例的提高，锅炉热效率略有下降，不掺烧时锅炉热效率为94.033％，掺烧14.1％含水52.3％污的泥后锅炉热效率为93.363％，锅炉热效率仅下降了0.67％，4个掺烧比例的平均锅炉热效率为93.541％，与不掺烧污泥时锅炉热效率相差0.492％，不到0.5％，因此总体上看，污泥掺烧后对锅炉热效率影响不大。步骤216、根据so2浓度、nox浓度、烟尘浓度和重金属浓度，确定掺烧时的排放评估结果。需要说明的是，根据so2浓度、nox浓度、烟尘浓度和重金属浓度，确定掺烧时的排放评估结果具体包括：对比so2浓度和so2浓度阈值，得到so2浓度对应的第二排放评估结果；对比nox浓度和nox浓度阈值，得到nox浓度对应的第三排放评估结果；对比烟尘浓度和烟尘浓度阈值，得到烟尘浓度对应的第四排放评估结果；对比重金属浓度和重金属浓度阈值，得到重金属浓度对应的第五排放评估结果；根据第一排放评估结果、第二排放评估结果、第三排放评估结果、第四排放评估结果和第五排放评估结果得到掺烧时的排放评估结果。可以理解的是，第一排放评估结果，第二排放评估结果、第三排放评估结果、第四排放评估结果和第五排放评估结果均为满足对应的浓度预置时，煤种和污泥掺烧时的锅炉排放评估结果才为合格。本实施例中，通过采集循环流化床锅炉在燃烧时的过程参数，如：排烟热损失、气体未完全燃烧热损失、so2浓度、nox浓度等，分别得到掺烧时的锅炉热效率和排放评估结果，从而实现对循环流化床锅炉中掺烧污泥后的锅炉热效率和对环保系统的影响进行了评估，解决了现在循环流化床锅炉中掺烧污泥后，没有对锅炉热效率和环保系统影响的评估方法的技术问题。以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页12