專利名稱：：一種煤灰沾污特性試驗方法
技術領域：
：本發明涉及一種煤灰沾污特性試驗方法，具體涉及一種煤灰沾污特性試驗方法。
背景技術：
：煤粉鍋爐受熱面均會出現不同程度的沾污，一般爐內清潔受熱面在一小時后由于沾污導將致其傳熱能力將下降3060%，造成汽溫不正常、排煙溫度增加、鍋爐效率降低等影響機組經濟運行的問題。沾污嚴重時造成局部煙道堵塞，出現磨損爆管(形成煙氣走廊造成)以及腐蝕爆管(灰中NaO含量高造成堿金屬腐蝕)等安全事故。2002年，國華盤山電廠則出現因尾部受熱面塌灰從而引起鍋爐滅火的嚴重事故。另外，受熱面的沾污不僅關系到鍋爐的安全經濟運行，也關系到爐膛輻射受熱面與對流受熱面積的比例以及吹灰器的合理設計與安排。美國CE公司以爐膛沾污程度(DIRTY)來確定熱力計算中的沾污系統，沾污程度由輕到嚴重的值為0—100%。據CE公司經驗，吳涇電廠燃用的神木煤的沾污程度為100%，而上鍋則根據試燒試驗結果選為80%，吳涇電廠Nell、N2l2爐投運后未出現嚴重結渣及沾污問題。所以，研究煤的沾污特性，降低鍋爐積灰傾向一直是大型鍋爐安全燃燒所面臨的重點問題之一。目前，判斷煤灰沾污特性的大部分方法是根據煤質常規分析數據推導的一些經驗公式得出的判別指標，與鍋爐實際燃用過程中的飛灰對受熱面的磨損有一定的差異，甚至有的煤種實際磨損性能偏離經驗公式值較多。目前也有建立專門的試驗臺對飛灰磨損性能進行測試，但尚未形成一個系統的判別指標。
發明內容本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種煤灰沾污特性試驗方法，具有準確可靠的特點。本發明的技術方案是這樣實現的一種煤灰沾污特性試驗方法，包括以下步驟第一步將煤粉裝入爐膛加入柴油進行混燒，煤粉與油的重量比例在100:1—10:l之間，在燃燒過程中，逐漸增加煤量到需要值，逐漸減少油量直至不投油，待燃燒穩定后，即在不投油的情況下，未發生滅火，且在控制參數未發生改變的情況下，對屏式輻射過熱器8、一級過熱器9、二級過熱器IO、三級過熱器ll、空氣預熱器4的各受熱面，采用壓縮空氣對受熱面上的沾污層進行吹掃，吹灰穩定后10-20分鐘，即各運行參數沒有較大改變時，記錄一組參數作為沾污前參數，具體記錄參數見下表:試驗煤樣給煤量kg/h爐膛出口氧量%入爐煤總空氣量kg/h一次風溫°C一次風風量mVh二次風溫°C二次風風量m7h爐膛頂部輻射過熱器壁溫°C7<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>第三步根據以上記錄的數據，將所有受熱面段的煙溫、煙壓變化速率作為判別灰沾污的總體依據，用V二k/ko(0)表示，其中k表示污染后的受熱面傳熱系數，ko表示污染前的受熱面傳熱系數，污染前傳熱量是Qo-k()HAt。(1)其中H表示計算受熱面積，Ato表示溫壓。由于Qo二Cp.V.(to"—V)XIOOO(2)Cp——壓縮空氣的定壓比熱；V——壓縮空氣流量；to"、V——壓縮空氣、出、進口溫度。△t0=e0—t0(3)由于00=(e0，+80")/2(4)eo——煙氣平均溫度，k。t0=(t0"+to，)/2(5)to——空氣平均溫度，k。式(4)、(5)通過上述的測量數值可以求出，再代入式(3)求出Ato，最后將式(3)和式(2)得出的結果代入式(1)得出"H。關于沾污后的情況，同理可求出kH，根據式(0):v==k/k0，即可得到某一時刻有效系數V。該指標反映了煤灰的沾污情況，該值越小，表明傳熱效果越差，沾污情況越嚴重，因此定義沾污系數FI二^r。FI=kH/k0H=k/ko作出各受熱面沾污系數隨時間的變化曲線。利用本發明測試出的結果，能夠直觀、準確地反映受熱面的沾污情況。圖1是實施例一的沾污變化曲線，橫軸表示參數記錄時間，縱軸表示沾污系數。圖2是實施例二的沾污變化曲線，橫，由表示參數記錄時間，縱軸表示沾污系數。圖3是實施例三的沾污變化曲線，橫軸表示參數記錄時間，縱軸表示沾污系數。圖4是實施本發明所用的裝置。具體實施方式實施例一第一步將寶日希勒褐煤煤粉裝入爐膛加入油進行混燒，比例為10:1，由于煤粉燃燒后的煙氣流將流經的受熱面沾污，所述的受^i面為屏式輻射過熱器8、一級過熱器9、二級過熱器IO、三級過熱器ll、空氣預熱器4，待燃燒穩定后，對各受熱面進行吹灰，穩定15分鐘后記錄一組參數作為沾污前參數，即下表中0時刻的數據；第二步每隔30分鐘測量一次人工測量參數，數采儀每30秒采集一次數據，第一步、第二步的數據詳見下表時間<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>第三步以所有受熱面段的煙溫、煙壓變化速率作為判別灰沾污的總體依據，根據
發明內容中公開的公式計算方法，代入求得各受熱面FI計算結果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>沾污變化曲線見圖2。實施例三第一步將石圪臺煤煤粉裝入爐膛加入油進行混燒，比例為15:1，由于煤粉燃燒后的煙氣流將流經的受熱面沾污，所述的受熱面為屏式輻射過熱器8、一級過熱器9、二級過熱器IO、三級過熱器ll、空氣預熱器4，待燃燒穩定后，對各受熱面進行吹灰，穩定20分鐘后記錄一組參數作為沾污前參數，即下表中0時刻的數據；第二步每隔30分鐘測量一次人工測量參數，數采儀每30秒采集一次數據，第一步、第二步的數據詳見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>第三步以所有受熱面段的煙溫、煙壓變化速率作為判別灰沾污的總體依據，根據
發明內容中公開的公式計算方法，代入求得各受熱面FI計算結果如下-<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>沾污變化曲線見圖3本發明所用的試驗裝置包括給煤機1，給煤機1的落煤管通過風管與燃燒器2的一次風粉混合物噴口連通，給煤機1的落煤管還通過一次風管3與空氣預熱器4的一次風出口相連通，空氣預熱器4的入口分別與送風機5的出口、除塵器6的入口通過風管連通，空氣預熱器4的二次風出口還通過二次風管7與燃燒器2的二次風噴口相連通，燃燒器2的上端煙氣出口通過風管依次將屏式輻射過熱器8的出入口、一級過熱器9的出入口、二級過熱器10的出入口、三級過熱器11的出入口、空氣預熱器4的出口相連通，燃燒器2下端的風管末端是出渣口12。權利要求1、一種煤灰沾污特性試驗方法，其特征在于，包括以下步驟第一步將煤粉裝入爐膛加入柴油進行混燒，煤粉與油的比例在100∶1-10∶1之間，待燃燒穩定后，即在不投油的情況下，未發生滅火，且在控制參數未發生改變的情況下，對屏式輻射過熱器8、一級過熱器9、二級過熱器10、三級過熱器11、空氣預熱器4的各受熱面，采用壓縮空氣對受熱面上的沾污層進行吹掃，吹灰后穩定，即各運行參數沒有改變時，10-20分鐘后記錄一組參數作為沾污前參數，具體記錄參數見下表<tablesid="tabl0001"num="0001"wi="145"><table><tgroupcols="2"><colspeccolname="c001"colwidth="72%"/><colspeccolname="c002"colwidth="28%"/><thead></column></row><row><column><entrymorerows="1">試驗煤樣給煤量</entry><entrymorerows="1">kg/h</entry></column></row></thead><tbody></column></row><row><column><entrymorerows="1">爐膛出口氧量</entry><entrymorerows="1">％</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">入爐煤總空氣量</entry><entrymorerows="1">kg/h</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">一次風溫</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">一次風風量</entry><entrymorerows="1">m3/h</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">二次風溫</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">二次風風量</entry><entrymorerows="1">m3/h</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">爐膛頂部輻射過熱器壁溫</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">爐膛頂部壓縮空氣溫度</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">爐膛頂部壓縮空氣流量</entry><entrymorerows="1">m3/h</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平煙道一級過熱器壁溫</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平煙道一級過熱器壓縮空氣溫度</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平煙道一級過熱器壓縮空氣流量</entry><entrymorerows="1">m3/h</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平煙道二級過熱器壁溫</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平煙道二級過熱器壓縮空氣溫度</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平煙道二級過熱器壓縮空氣流量</entry><entrymorerows="1">m3/kg</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平煙道三級過熱器壁溫</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平煙道三級過熱器壓縮空氣溫度</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平煙道三級過熱器壓縮空氣流量</entry><entrymorerows="1">m3/kg</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">輻射過熱器底部煙溫</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">爐膛出口煙溫</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">二級過熱器后煙溫</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">三級過熱器后煙溫</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">四級過熱器后煙溫</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></thead><tbody></column></row><row><column><entrymorerows="1">空預器后煙溫</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">輻射過熱器壓縮空氣出口汽溫t01“</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平煙道一級過熱器壓縮空氣出口汽溫t02“</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平煙道二級過熱器壓縮空氣出口汽溫t03“</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平煙道三級過熱器壓縮空氣出口汽溫t04</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">空預器出口風溫t05</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">壓縮空氣入口汽溫t0’</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">空預器入口空氣溫度t05’</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></tbody></tgroup></column></row><table></tables>第二步每隔25-40分鐘進行一次人工測量參數，人工測量參數如下<tablesid="tabl0003"num="0003"wi="61"><table><tgroupcols="2"><colspeccolname="c001"colwidth="85%"/><colspeccolname="c002"colwidth="15%"/><thead></column></row><row><column><entrymorerows="1">爐膛負壓</entry><entrymorerows="1">Pa</entry></column></row></thead><tbody></column></row><row><column><entrymorerows="1">一次風壓差</entry><entrymorerows="1">Pa</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">二次風壓差</entry><entrymorerows="1">Pa</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">爐膛頂部過熱器壓縮空氣壓力</entry><entrymorerows="1">Pa</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平煙道一級過熱器壓差</entry><entrymorerows="1">pa</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平煙道二級過熱器壓差</entry><entrymorerows="1">pa</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平煙道三級過熱器壓差</entry><entrymorerows="1">pa</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">爐膛出口氧量</entry><entrymorerows="1">％</entry></column></row></tbody></tgroup></column></row><table></tables>數采儀每30秒采集一次數據，采集記錄的參數如下<tablesid="tabl0004"num="0004"wi="144"><table><tgroupcols="2"><colspeccolname="c001"colwidth="72%"/><colspeccolname="c002"colwidth="27%"/><thead></column></row><row><column><entrymorerows="1">一次風溫</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></thead><tbody></column></row><row><column><entrymorerows="1">二次風溫</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">爐膛頂部輻射過熱器壁溫</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">爐膛頂部壓縮空氣溫度</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平煙道一級過熱器壁溫</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平煙道一級過熱器壓縮空氣溫度</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平煙道二級過熱器壁溫</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平煙道二級過熱器壓縮空氣溫度</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平煙道三級過熱器壁溫</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平煙道三級過熱器壓縮空氣溫度</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">輻射過熱器底部煙溫</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">爐膛出口煙溫</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">二級過熱器后煙溫</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">三級過熱器后煙溫</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">四級過熱器后煙溫</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">空預器后煙溫</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">輻射過熱器壓縮空氣出口汽溫t01“</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></thead><tbody></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平煙道一級過熱器壓縮空氣出口汽溫t02“</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平煙道二級過熱器壓縮空氣出口汽溫t03“</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">水平煙道三級過熱器壓縮空氣出口汽溫t04</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">空預器出口風溫t05</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">壓縮空氣入口汽溫t0’</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></column></row><row><column><entrymorerows="1">空預器入口空氣溫度t05’</entry><entrymorerows="1">℃</entry></column></row></tbody></tgroup></column></row><table></tables>第三步根據以上記錄的數據，將所有受熱面段的煙溫、煙壓變化速率作為判別灰沾污的總體依據，用Ψ＝k/k0(0)表示，其中k表示污染后的受熱面傳熱系數，k0表示污染前的受熱面傳熱系數，污染前傳熱量是Q0＝k0HΔt0(1)其中H表示計算受熱面積，Δt0表示溫壓，由于Q0＝Cp.V.(t0”-t0’)×1000(2)Cp——壓縮空氣的定壓比熱；V——壓縮空氣流量；t0”、t0’——壓縮空氣出、進口溫度，Δt0＝θ0-t0(3)由于θ0＝(θ0’+θ0”)/2(4)θ0——煙氣平均溫度，kt0＝(t0”+t0’)/2(5)t0——空氣平均溫度，k式(4)、(5)通過上述的測量數值可以求出，再代入式(3)求出Δt0，最后將式(3)和式(2)得出的結果代入式(1)得出k0H，關于沾污后的情況，同理可求出kH，根據式(0)Ψ＝k/k0，即可得到某一時刻有效系數Ψ，該指標反映了煤灰的沾污情況，該值越小，表明傳熱效果越差，沾污情況越嚴重，因此定義沾污系數FI＝Ψ，FI＝kH/k0H＝k/k0。全文摘要一種煤灰沾污性能試驗方法，將煤充分燃燒后，煤灰沾污各個受熱面，根據各個受熱面沾污前后的各項參數，利用公式計算出各受熱面的煙溫、煙壓變化速率ψ＝k/k<sub>0</sub>，用ψ＝k/k<sub>0</sub>作為判別煤灰沾污的總體指標依據，該指標反映了煤灰的沾污情況，該值越小，表明傳熱效果越差，沾污情況越嚴重，本發明能夠具有直觀、準確可靠地判斷煤灰沾污特性，并形成了一個系統的判別指標。文檔編號G01N33/22GK101650357SQ200910022520公開日2010年2月17日申請日期2009年5月14日優先權日2009年5月14日發明者何紅光,劉家利,偉姚,楊忠燦,王月明,王桂芳,相大光,毅蒙,寧薛申請人:西安熱工研究院有限公司