煤与高炉煤气混烧cfb锅炉空气预热器漏风率测算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热能工程的锅炉领域，尤其涉及一种煤与高炉煤气混烧CFB锅炉空气 预热器漏风率测算方法。
【背景技术】
[0002] 钢铁企业在冶炼过程中产生了大量的副产煤气，包括高炉煤气、焦炉煤气及转炉 煤气，其中高炉煤气的产量最大，每冶炼It生铁可相应产生3500-4000m3高炉煤气。高炉 煤气中的不可燃成分（包括N#PC02)含量高达80%左右，造成了高炉煤气的低热值、不易 燃烧等缺点，导致目前许多钢铁厂对高炉煤气的利用都不够充分。如何利用好钢铁生产工 艺中副产的高炉煤气资源，是相关技术人员普遍关心的问题。
[0003] 近年来，混烧煤与高炉煤气的循环流化床（CirculatingFluidizedBed,简称 CFB)锅炉在一些钢铁厂取得成功应用。通过煤与高炉煤气混烧的方式，有效地解决了高炉 煤气单独燃烧较为困难的缺陷。更为重要的是，循环流化床锅炉的S02、N0x和粉尘颗粒物的 排放量与传统的锅炉相比均有较大幅度的降低。此外，从钢铁厂的角度来看，采用混烧的方 式能较好地利用高炉煤气，降低高炉煤气的放散率，且有助于实现煤气管网的平衡。因此， 煤与高炉煤气混烧CFB锅炉在钢铁行业具有广阔的应用前景，尤其是在当前资源日益紧张 和环保要求越来越高的形势下，更能凸显其经济效益和社会效益。
[0004] 空气预热器漏风属于锅炉运行过程中出现的常见问题，也是影响锅炉运行经济性 的主要因素之一。空气预热器的漏风率测试是机组大小修前后必须进行的项目，许多电 厂还会在运行过程中定期组织进行空气预热器漏风率的自测。目前，工程上主要依据GB 10184-88《电站锅炉性能试验规程》对空气预热器的漏风率进行测算，国标GB10184-88在附 录K中提供了空气预热器漏风率的测算方法，即通过同时测定空气预热器进口烟气中三原 子气体R〇2的体积含量百分率R0' ^和空气预热器出口烟气中三原子气体R〇 2的体积含量 百分率R0" 2，然后按公式
【主权项】
1. 一种煤与高炉煤气混烧CFB锅炉空气预热器漏风率测算方法，其特征在于，所述的 测算方法包括： 分别获取燃煤成分数据、高炉煤气成分数据、石灰石取样分析数据、灰渣取样分析数 据、烟气成分测量数据、大气参数测量数据、入炉煤量、入炉高炉煤气量、入炉石灰石量以及 空气预热器出口处的S02排放浓度；其中所述石灰石取样分析数据包括石灰石收到基碳酸 钙质量含量百分率和石灰石收到基水分质量含量百分率；所述灰渣取样分析数据包括底渣 含碳量和飞灰含碳量；所述烟气成分测量数据包括空气预热器进口处干烟气中〇 2、〇)、队的 容积含量百分率以及空气预热器出口处干烟气中〇2、co、N2的容积含量百分率；所述大气参 数测量数据包括当地大气压力、大气相对湿度和环境温度； 根据所述高炉煤气成分数据获得标准状态下的高炉煤气密度； 根据所述高炉煤气密度将所述高炉煤气成分数据转化为以收到基质量含量百分率表 示的成分数据； 根据所述燃煤成分数据、所述高炉煤气成分数据以及入炉煤量占混合燃料总消耗量的 份额系数获取混合燃料的成分数据； 分别获取石灰石脱硫钙硫摩尔比以及灰渣中平均含碳量与混合燃料灰分含量之比； 根据第一计算公式计算锅炉排烟中二氧化硫气体理论计算排放值，所述第一计算公式 为：
其中，为所述锅炉排烟中二氧化硫气体理论计算排放值； Cm、Am、Sm、Hm、0"、分别为混合燃料收到基碳元素质量含量百分率、混合燃料收到 基灰分质量含量百分率、混合燃料收到基硫元素质量含量百分率、混合燃料收到基氢元素 质量含量百分率、混合燃料收到基氧元素质量含量百分率、混合燃料收到基氮元素质量含 量百分率； 己为所述灰渣中平均含碳量与混合燃料灰分含量之比； 根据所述锅炉排烟中二氧化硫气体理论计算排放值获取循环流化床锅炉的脱硫效 率； 根据第二计算公式计算石灰石脱硫混合燃料灰分质量含量百分率，所述第二计算公式 为：
其中，Aay_s为所述石灰石脱硫混合燃料灰分质量含量百分率；ntl为所述循环流化床锅炉的脱硫效率； Kglb为所述石灰石脱硫钙硫摩尔比； (CaC03) "为所述石灰石收到基碳酸钙质量含量百分率； 3fj为脱硫石灰石中碳酸钙的分解率； 根据混合燃料收到基实际燃烧掉的碳元素质量含量百分率分别获取单位质量混合燃 料燃烧需要的理论干空气量以及单位质量混合燃料燃烧产生的理论干烟气量； 分别根据迭代法获取空气预热器进口处对应的过量空气系数以及空气预热器出口处 对应的过量空气系数； 根据第三计算公式计算煤与高炉煤气混烧CFB锅炉空气预热器漏风率，所述第三计算 公式为：
其中，\为所述的空气预热器漏风率； a'、a"分别为所述空气预热器进口处对应的过量空气系数、所述空气预热器出口 处对应的过量空气系数； dk为空气绝对湿度； 为所述单位质量混合燃料燃烧需要的理论干空气量； 所述石灰石收到基水分质量含量百分率。
2. 根据权利要求1所述的煤与高炉煤气混烧CFB锅炉空气预热器漏风率测算方法，其 特征在于，所述高炉煤气成分数据包括高炉煤气中CO、C02、N2、H2、H2S、H20、碳氢化合物CmHn 的容积含量百分率； 所述标准状态下的高炉煤气密度通过以下计算公式计算获得： Pgas= 0. 0125<j5 (C0)+0. 0009(H2) +I： (0. 0054m+0. 00045n) (CmHn)+〇- 0152 (H2S) +0? 0196 (C02) +0? 0125 (N2) +0? 008 (H20) 其中，Pgas为所述标准状态下的高炉煤气密度； (Hco)、(Hco2)、(Hn2)、(Hh2)、(Hh2s)、(Hh2o)、(Hca)分别为高炉煤气中co、co2、N2、H2、H2S、H20、碳氢化合物CmHn的容积含量百分率。
3. 根据权利要求2所述的煤与高炉煤气混烧CFB锅炉空气预热器漏风率测算方法，其 特征在于，将所述高炉煤气成分数据转化为以收到基质量含量百分率表示的成分数据具体 包括：
L/1N丄汐O i，、 * ?* 〇/u
其中，（Cm)gas、（Hjgas、（0m)gas、（Njgas、（Sm)gas分别为高炉煤气收到基碳元素质量含量 百分率、高炉煤气收到基氢元素质量含量百分率、高炉煤气收到基氧元素质量含量百分率、 高炉煤气收到基氮元素质量含量百分率、高炉煤气收到基硫元素质量含量百分率； Pgas为所述标准状态下的高炉煤气密度； (Hco)、（Hco2)、（Hn2)、（Hh2)、（Hh2s)、（Hca)分别为高炉煤气中⑶、⑶2、n2、h2、h2s、碳氢化合物cmHn的容积含量百分率。
4. 根据权利要求3所述的煤与高炉煤气混烧CFB锅炉空气预热器漏风率测算方法，其 特征在于，获取混合燃料的成分数据具体包括： 计算入炉煤量占混合燃料总消耗量的份额系数：
其中，k为所述入炉煤量占混合燃料总消耗量的份额系数； B。为所述入炉煤量； Bg为所述入炉高炉煤气量； Pgas为所述标准状态下的高炉煤气密度。