确定煤粉锅炉炉膛燃尽高度的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107036125A(43)申请公布日2017.08.11(21)申请号201710204687.4(22)申请日2017.03.30(71)申请人中国神华能源股份有限公司地址100011北京市东城区安外西滨河路22号神华大厦申请人神华神东电力有限责任公司青海神华低碳能源投资有限公司西安西热锅炉环保工程有限公司(72)发明人李东鹏刘利军姚伟杨忠灿王桂芳刘家利王志超(74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司11240代理人赵囡囡吴贵明(51)Int.Cl.F23M11/04(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称确定煤粉锅炉炉膛燃尽高度的方法(57)摘要本发明提供了一种确定煤粉锅炉炉膛燃尽高度的方法，包括：第一步：模拟高海拔环境，通过燃煤在试验台架上的燃烧试验获取所述燃煤在高海拔状态下的烧特征参数；第二步：根据特征参数，得到燃煤的燃煤飞灰含碳量与燃煤的煤粉在锅炉内的停留时间的相关性；第三步：通过飞灰含碳量与煤粉在锅炉内的停留时间的相关性，得到实际锅炉设计时要求达到的飞灰含碳量限值下对应的煤粉在炉内的停留时间值，结合煤粉在炉膛内的烟气流速，得到炉膛的燃尽高度。该燃尽高度的确定方法使高海拔地区锅炉设计更有科学依据，避免了仅凭经验公式确定高海拔地区锅炉燃尽高度可能造成燃尽时间不足而带来飞灰含碳量高、锅炉燃烧效率低的问题，有效地降低了锅炉设计风险。CN107036125ACN107036125A权利要求书1/2页1.一种确定煤粉锅炉炉膛燃尽高度的方法，其特征在于，包括：第一步：模拟高海拔环境，通过燃煤在试验台架上的燃烧试验获取所述燃煤在高海拔状态下的烧特征参数；第二步：根据所述特征参数，得到所述燃煤的燃煤飞灰含碳量与所述燃煤的煤粉在锅炉内的停留时间的相关性；第三步：通过所述飞灰含碳量与所述煤粉在所述锅炉内的停留时间的相关性，得到在实际锅炉设计时要求达到的飞灰含碳量限值下对应的煤粉在炉内的停留时间值，结合所述煤粉在炉膛内的烟气流速，得到所述炉膛的燃尽高度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述飞灰含碳量和所述煤粉的燃尽率与所述燃煤在试验锅炉内的煤粉的停留时间进行曲线拟合得到关系曲线图；根据实际锅炉设计要求限制的飞灰含碳量，在所述关系曲线图中找出与所述飞灰含碳量相匹配时的实际停留时间；根据所述实际停留时间与所述燃煤的烟气流速，计算出设计锅炉的炉膛的燃尽高度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述煤粉锅炉燃尽高度为h，通过以下公式获得：h＝τ*Wy，其中，所述τ为所述锅炉要求达到的煤粉在炉内的停留时间，单位为s；所述Wy为所述燃煤在锅炉的烟气流速，单位为m/s。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述Wy为所述燃煤在所述炉膛内的平均烟气流速，单位为m/s，所述Wy通过以下公式获得：Wy＝0.3712×Bj×Vy×(273+θp)/a/b/Pd，其中，所述Bj为计算燃料量，单位为kg/s；3所述Vy为1kg燃料在标准状态下燃烧产生的烟气体积，Nm/kg；所述a为所述锅炉的炉膛宽度，单位为m；所述b为所述锅炉的炉膛深度，单位为m；所述Pd为当地大气压强，单位为kPa；所述θp为所述炉膛内的烟气温度，单位为℃。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述θp通过以下公式获得：0.5θp＝(θ1×θ2)，其中，所述θ1为所述炉膛内的火焰平均温度，单位为℃；所述θ2为燃烧器区域的火焰平均温度，单位为℃。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述θ1通过以下公式获得：0.5θ1＝0.925(θa×θ”)，其中，所述θ”为所述炉膛出口的温度，单位为℃；所述θa为所述燃煤的理论燃烧温度，单位为℃。2CN107036125A权利要求书2/2页7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述θ2通过以下公式获得：所述θ2＝1144+249×ln(0.86qFZ)，其中，所述qFZ为所述炉膛的折算热负荷，单位为MW/m2。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述折算热负荷qFZ通过以下公式获得：0.5qFZ＝Qnet,ar×Bj/[2a×b×nf×c×(a+b)]/1000，其中，所述Qnet,ar为所述燃煤的收到基低位发热量，单位为kJ/kg；所述Bj为计算燃料量，单位为kg/s；所述a为所述炉膛的宽度，单位为m；所述b为所述炉膛的深度，单位为m；所述nf为所述燃烧器的层数；所述c为所述燃烧器的之间的平均间距，单位为m。3CN107036125A说明书1/4页确定煤粉锅炉炉膛燃尽高度的方法技术领域[0001]本发明涉及煤粉锅炉设计技术领域，具体而言，涉及一种确定煤粉锅炉炉膛燃尽高度的方法。背景技术[0002]鱼卡煤属