（环境工程专业论文）电站锅炉高钙煤固硫特性研究.pdf

产 、 a 声明尸明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文电站锅炉高钙煤固硫特性研究， 是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得的研究 成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或证书而 使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：渤伊 矿 ， 一- n e l 期：型兰：! 呈、w 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、 并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手 段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为 、一目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播 学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名： 日期： ， ? o 4 罄 飞。， 华北电力犬学硕士学位论文摘要 摘要 本文在已有研究成果的基础上，通过大量的数据分析，研究了各影响因素与高 钙煤自身固硫的关系，通过实例验证了高钙煤固硫情况并比较了燃用高钙煤时s 0 2 产生量的计算方法。研究结果表明，酸性氧化物和碱性氧化物的盐化反应是高钙煤 固硫的主要机制，固硫率随燃煤中硫分的增加而降低，随氧化钙含量的增加而升高， 当钙硫比小于3 时，固硫率随燃煤钙硫比的增加而升高，当钙硫比大于4 时，固硫 率随钙硫比的增加而降低。氧化钾和氧化钠对固硫率影响不大。建立了燃煤固硫率 与钙硫比的对应关系，以某电厂为研究案例，得出其高钙煤固硫率约2 0 。本文研 究结果可为高钙煤锅炉运行及脱硫设施设计及运行提供借鉴和参考。 关键词：高钙煤，固硫率，c a o ，钙硫比 a b s t r a c t a u t o - s u l f u rr e t e n t i o np r o p e r t yo fh i g h c a l c i u mc o a li se m b o d i e da ss a l t - c h e m i c a l r e a c t i o no fa c i do x i d e sa n da l k a l i n eo x i d e si nt h i ss t u d y i ti se f f e c t e db yc o a ls u l f u r ， c a l c i u mo x i d ec o n t e n ta n dc a sr a t i o t h ea u t o s u l f u rr e t e n t i o nr a t i od e c r e a s e sw i t ha n i n c r e a s eo fc o a ls u l f u ra n di n c r e a s e sw i t hi n c r e a s i n gc a l c i u mo x i d ec o n t e n t w h e nt h e c a sr a t i oi sl e s st h a n3 ，t h ea u t o s u l f u rr e t e n t i o nr a t i oi n c r e a s e sw i t ha ni n c r e a s eo ft h e c a sr a t i o ，b u ti ti sa d v e r s ew h e nt h ec a sr a t i oi sm o r et h a n4 t h ee f f e c to fp o t a s s i u m o x i d e sa n ds o d i u mo x i d e so na u t o s u l f u rr e t e n t i o nr a t i oi sl i t t l e t h ee f f e c to f c o m b u s t i o nw a y ， b u r n i n ga t m o s p h e r e ， a n do t h e rf a c t o r ss h o u l da l s ob ec o n s i d e r e di n l a r g eu t i l i t yf o rp u l v e r i z e dc o a lf i r e db o i l e r s i na d d i t i o n ，t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e n a u t o - s u l f u rr e t e n t i o nr a t i oo fh i g h c a l c i u ma n dc a sr a t i oi sf o u n d t h ea u t o s u l f u r r e t e n t i o nr a t i oi sa b o u t2 0 t h r o u g ha n a l y s i so fo n ep o w e rp l a n tc a s e b yc o m p a r i n gt h e c a l c u l a t i o nm e t h o d so ft h ea u t o s u l f u rr e t e n t i o nr a t i o ，t h er e c o m m e n d a t i o n sf o rt h e o p e r a t i o no fh i g h - c a l c i u mc o a lb o i l e ra n dt h ed e s i g no ff g d a r em a d e k e yw o r d s ：h i g h c a l c i u mc o a l ，a u t o s u l f u rr e t e n t i o nr a t i o ，c a o ，c a - sr a t i o 一 、 一 一 中文摘要 英文摘要 第一章引言l 1 1 背景l 1 2 研究内容及意义1 第二章我国电力行业基本情况2 2 1 电力发展现状。2 2 1 1 发电设备容量2 2 1 2 发电量3 2 1 3 供电标准煤耗3 2 1 4 厂用电率4 2 2 电力行业大气污染物排放与控制现状5 2 2 1 电力烟尘5 2 2 2 电力二氧化硫5 2 2 3 电力氮氧化物8 第三章煤炭概况9 3 1 煤炭资源基本情况9 3 1 1 煤炭储量9 3 1 2 煤种与煤质9 3 2 电力燃煤情况1 l 3 2 1 电煤燃用现状1 l 3 2 2 电煤变动情况l3 第四章高钙煤特性1 5 4 1 高钙煤性质l5 4 2 高钙煤与其他动力煤比较1 9 4 3 高钙煤煤质特性分析2 2 4 4 ，j 、l ；：1 5 第五章高钙煤固硫机理及影响因素2 6 5 1 高钙煤的固硫机理2 6 t 华北电力人学硕士学位论文目录 5 2 影响因素2 8 5 2 1 煤中硫分2 8 5 2 2 钙基化合物2 9 5 2 3 钙硫比3 0 5 2 4 燃烧温度3 0 5 2 5 碱金属化合物31 5 2 6 停留时间3 2 5 2 7 过量空气系数3 3 5 2 8 小结3 4 第六章固硫率研究3 5 6 1 固硫率与含硫量之间的关系3 5 6 2 固硫率与碱性成分含量的关系3 8 6 3 固硫率与钙硫摩尔比的关系4 2 第七章案例分析4 6 7 1 电厂概况4 6 7 2 数据测量4 8 7 2 1 试验所用主要仪器4 8 7 2 2 烟气流量表盘标定4 9 7 2 3 原烟气s 0 2 和0 2 表盘标定4 9 7 2 4 原烟气温度表盘标定。5 0 7 2 5 原烟气水蒸气含量测量5 l 7 2 6 原烟气c 0 2 含量测量。51 7 2 7 原烟气粉尘浓度测试。5l 7 3 不同核算方法的固硫率比较5 8 7 3 1 物料平衡法5 8 7 3 2 煤灰含硫法5 9 7 3 3 转化率法一5 9 7 3 4 碱度法6 0 7 3 5 各种方法的比较6 0 7 4 ，j 、结6 l 第八章结论及建议6 2 i i 华北电力人学硕士学位论文目录 8 1 结论6 2 8 2 建议6 2 参考文献6 4 致j 射6 6 在学期间发表的学术论文和参加科研情况6 7 华北电力人学硕士学位论文 1 1 背景 第一章引言 截至2 0 0 8 年底，全国发电装机容量达到7 9 2 7 3 万千瓦，同比增长1 0 3 7 。其 中，火电装机容量6 0 2 8 6 万千瓦，同比增长8 4 1 ，占总装机容量的7 6 0 5 。全国 全年全口径发电量完成3 4 5 1 0 亿千瓦时，同比增长5 7 2 。其中，火电发电量2 8 0 3 0 亿千瓦时，同比增长3 0 3 ，占总发电量的8 1 2 。全国6 0 0 0 千瓦及以上火电厂发 电生产耗用原煤1 3 1 9 亿t ，供热耗用原煤1 4 5 亿t ，全国发电日均耗煤3 6 1 1 6 万t 。 由于电力行业节能减排力度的加大，在火电装机容量大幅度上升的同时，2 0 0 8 年电力二氧化硫排放量继续下降。根据中电联统计，2 0 0 8 年，全国电力二氧化硫排 放量约1 0 5 0 万t ，比上年下降1 2 5 ，降幅超过全国二氧化硫排放总量降幅6 5 5 个 百分点；占全国二氧化硫排放量的比例由2 0 0 7 年的4 8 6 下降到4 5 2 ，减少3 4 个百分点；二氧化硫排放绩效值由2 0 0 7 年的4 4 克千瓦时下降到3 8 克千瓦时， 减少o 6 克千瓦时。与2 0 0 5 年相比，2 0 0 8 年电力二氧化硫排放量下降了1 9 2 ， 为全国二氧化硫总量减排做出了突出贡献【。 1 2 研究内容及意义 近年来，电力行业节能减排工作取得了显著成效，为国家节能减排目标的实现 奠定了坚实的基础，但节能减排工作在一定程度上仍缺乏经济性论证，盲目性较大。 为了给电力企业和脱硫设计单位对高钙煤的脱硫提供科学决策及合理减排和经济 减排的依据，开展电站高钙煤自身固硫特性的研究。 本课题在已有研究成果的基础上进行进一步归纳比较，通过大量数据分析，研 究高钙煤自身固硫情况以及煤的钙硫比、氧化钙含量和硫分等因素对固硫率的影 响，建立各影响因素与高钙煤自身固硫的关系，通过实例验证高钙煤固硫情况并探 讨燃用高钙煤时s 0 2 产生量的计算方法，提出高钙煤锅炉运行和脱硫系统设计与运 行的建议。 华北电力人学硕士学位论文 2 1 电力发展现状 2 1 1 发电设备容量 第二章我国电力行业基本情况 2 0 0 8 年底，全国全口径发电设备容量7 9 2 7 3 万千瓦，其中，水电1 7 2 6 0 万千瓦， 约占总容量的2 1 7 7 ；火电6 0 2 8 6 万千瓦，约占总容量的7 6 0 5 ；核电8 8 5 万千 瓦，约占总容量的1 1 2 ；并网运行风机容量8 3 9 万千瓦，约占总容量的1 0 6 。 2 0 0 8 年全国发电装机结构状况见图2 1 。 截止2 0 0 8 年底，纳入行业单机6 0 0 0 千瓦及以上机组统计调查范围的火电机组 容量5 8 6 8 9 万千瓦，占全口径火电机组容量的9 7 3 5 。调查范围内火电机组平均单 机容量9 4 1 万千瓦台，比上年提高0 8 7 万千瓦台。全国统计调查范围内火电机组 容量等级结构统计见表2 1 。 表2 1 全国统计调查范围内火电机组容量等级结构统计表 占统计调查范围内火 指标分类计算单位火电机组合计 电机组比例( ) 厶 6 2 3 7口 6 0 0 0 千瓦及以上机组合计 1 0 0 万千瓦 5 8 6 8 9 厶 2 9 2 口 6 0 万千瓦及以上小计 3 1 2 7 万千瓦1 8 3 5 4 厶 6 2 3 口 3 0 6 0 万千瓦小计 3 3 9 l 万千瓦1 9 9 0 1 台 2 6 2 2 0 3 0 万千瓦小计 9 2 6 万千瓦5 4 3 5 台 5 5 6 1 0 2 0 万千瓦小计 1 2 1 7 万千瓦7 1 4 5 l o 万千瓦以下小计台 4 5 0 41 3 3 8 2 氏 一 ， 华北电力犬学硕士学位论文 2 1 2 发电量 口核电 1 1 2 口风电其他 电 7 7 图2 12 0 0 8 年全国发电装机结构状况 2 0 0 8 年全国全口径发电量3 4 5 1 0 亿千瓦时，其中，水电5 6 5 5 亿千瓦时，约占 总发电量的1 6 3 9 ；火电2 8 0 3 0 亿千瓦时，约占总发电量的8 1 2 2 ；核电6 9 2 亿 千瓦时，约占总发电量的2 3 1 ：风电1 3 l 亿千瓦时，约占总发电量的o 3 8 。自 1 9 9 6 年起，我国发电装机和发电量一直位居世界第二位。1 9 7 8 年2 0 0 7 年全国发电 装机容量和发电量增长情况见图2 2 。 图2 - 21 9 7 8 年2 0 0 7 年全国发电装机及发电量增长情况 2 1 3 供电标准煤耗 2 0 0 8 年，全国6 0 0 0 千瓦及以上电厂供电标准煤耗为3 4 5 克千瓦时，比上年降 低l l 克千瓦时，相当于节约标准煤约2 8 0 0 万t ，相应减排二氧化硫约6 0 万t 。 1 9 7 8 年2 0 0 8 年我国火电厂供电标准煤耗变化情况见图2 3 。 3 r 升 ， 华北电力人学硕+ 学位论文 2 2 电力行业大气污染物排放与控制现状 2 2 1 电力烟尘 2 0 0 8 年，在全国火电装机容量比上年增长8 4 、火电发电量比上年增加3 o 的情况下，全国火电厂烟尘平均排放绩效值1 2 克千瓦时，比上年下降了o 1 克千 瓦时：烟尘排放总量3 3 0 万t ，比上年下降5 7 。2 0 0 1 年- 2 0 0 8 年全国火力发电厂 烟尘排放情况见图2 5 。 q j 一烟尘捧放总量 一 一 1 ( 百万吨) 3 一火电发电量 2 人、- 卢一 ( 万亿千瓦时) 1 h _ 飞 一烟尘律放绩效 l 一一 一 ( 克千瓦时) 。，j “，：，| 。 ：j_j j 。jl 。 0 2 0 0 12 0 0 22 0 0 32 0 0 42 0 0 52 0 0 62 0 0 72 0 0 8 烟尘捧放总量( 百万吨) 3 2 23 2 43 33 4 63 63 73 53 3 火电发电量( 万亿千瓦时) 1 2 01 3 51 5 81 8 l2 0 42 3 72 7 02 7 8 烟尘捧放绩效( 克千瓦时) 2 72 42 11 91 81 61 31 2 年份 注：烟尘排放量来源于电力行业统计分析，统计范围为全国装机容量6 0 0 0 千瓦及以上火电厂。 图2 52 0 0 1 年2 0 0 8 年全国火力发电厂烟尘排放情况 2 2 2 电力二氧化硫 2 2 2 1 二氧化硫排放情况 全国二氧化硫排放总量自2 0 0 7 年开始下降之后，2 0 0 8 年又比上年下降了 5 9 5 ，全年二氧化硫排放总量约为2 3 2 1 2 万t 。根据中电联统计，2 0 0 8 年，全国 电力二氧化硫排放量约1 0 5 0 万t ，比上年下降1 2 5 ；占全国二氧化硫排放量的比 例由2 0 0 7 年的4 8 6 下降到4 5 2 ；二氧化硫排放绩效值由2 0 0 7 年的4 4 克千瓦 时下降到3 8 克千瓦时，减少0 6 克千瓦时。与2 0 0 5 年相比，2 0 0 8 年电力行业二 氧化硫排放量下降了1 9 2 ，为全国二氧化硫总量减排及实现削减1 0 指标做出了 突出贡献。 5 华北电力大学硕士学位论文 8 年全国及电力二氧化硫排放情况见图2 - 6 。 注：全国二氧化硫排放量来源于全国环境状况公报，电力二氧化硫排放量来源于电力行业统计 分析 图2 - 62 0 0 1 年2 0 0 8 年全国及电力二氧化硫排放情况 2 2 2 2 二氧化硫控制情况 截至2 0 0 8 年底，全国火电厂烟气脱硫机组容量已达到3 6 3 亿千瓦，占煤电机 组容量的6 0 以上，比上年提高约1 6 个百分点，远高于美国烟气脱硫机组占煤电 机组的比例( 2 0 0 5 年美国烟气脱硫机组容量为1 0 2 亿千瓦，约占其煤电机组容量的 3 1 5 ) 。2 0 0 5 年- 2 0 0 8 年全国燃煤电厂烟气脱硫机组发展情况见图2 - 7 。 6 华北电力大学硕士学位论文 o ! 翟苎璺堕机组 ? ，誓j i ：，耋臻i ? 二鬻誊。孳 ? ；麓量矗鬻。 q5 i - * 上兀mi。 ” ? i 。坏屯仙祖 i ” 一 7 乓4 _ 23 v2 咖 lr。， 脚1 ，； ， u 2 0 0 52 0 0 62 0 0 72 0 0 8 年份 华北电力入学硕士学位论文 图2 - 92 0 0 8 年新投运的1 0 万千瓦级及以上烟气脱硫机组采用的脱硫方法 2 2 3 电力氮氧化物 我国火电厂烟气脱硝已步入实施阶段，尽管国家相关环保部门还没有将火电厂 安装烟气脱硝装置列入强制性的要求规定，但目前国内容量在2 0 万千瓦及以上的 燃煤机组基本会预留烟气脱硝场地，并积极开展脱硝的前期准备工作。根据中国电 力企业联合会统计，截止2 0 0 9 年6 月底，我国已有3 0 0 0 万千瓦烟气脱硝装置建成， 约有l 亿千瓦机组烟气脱硝装置进入可研、建设阶段。已投运的脱硝装置多数采用 选择性催化还原法( s c r ) ，目前脱硝项目绝大部分集中在经济发达地区，且以新建 机组为主。国内已投运机组氮氧化物平均排放绩效值约为3 克千瓦时。 8 一 ， j ， 华北电力人学硕十学位论文 3 1 煤炭资源基本情况 3 1 1 煤炭储量 第三章煤炭概况 我国的煤炭储量比较丰富，探明储量占全国化石能源的9 4 。根据第三次全国 煤田预测资料，除台湾省外，我国垂深2 0 0 0 米以浅的煤炭资源总量为5 5 6 7 9 4 9 亿 t ，其中探明保有资源量1 0 1 7 6 4 5 亿t ，预测资源量4 5 5 2 1 0 4 亿t 【2 1 。 我国虽然煤炭储量比较大，但是人均占有量却很小，根据国际能源机构统计， 2 0 0 2 年我国人均占有储量仅1 4 5 t ，低于世界水平1 5 7 t ，在世界7 2 个主要产煤国家 中排名2 1 位。 根据国土资源部发布的全国矿产资源储量通报，截至2 0 0 6 年底，全国查明 煤炭资源总量1 为1 1 5 9 7 7 9 亿t 。从煤炭资源总量构成来看，全国煤炭资源量2 8 2 6 2 9 9 亿t ，基础储量3 3 3 3 4 8 亿t ( 其中，储量4 18 2 5 3 9 亿t ) 。 2 0 0 8 年我国生产原煤2 7 9 3 亿t ，比上年增长4 1 ，初步测算，2 0 0 8 年全国煤 炭消费量为2 7 4 亿t 5 。 3 1 2 煤种与煤质 我国煤种齐全，煤质优良。煤种从褐煤到无烟煤均有赋存，但是煤质中等，优 质焦煤、肥煤、瘦煤资源不足。我国不同煤种的储量见图3 1 。 l 资源总量：可开发的资源总量，包括二级边界品位资源总量= 资源量+ 基础储量 2 资源量：包括矿区外围附近的边界品位。资源量的地质工作程度较低，表示预测和推断的量。 3 基础储量：可开发的工业品位和一级边界品位基础储量的地质勘探程度较高，表示可供企业近期或中期开采的 量 4 储量：基础储量中的经济可采部分。即在预可行性研究、可行性研究或编制年度采掘计划时，在对经济、开采、 选址，环境、法律、市场、社会和政府等诸因素进行研究和相应修改的基础上，确定的经济可采或已经开采的部分) 5 数据来源于国家统计局2 0 0 8 年统计公报。 9 华北电力火学硕士学位论文 图3 1 我国不同煤种的储量比例 我国煤炭中9 1 8 为中高热值煤，低热值和中低热值煤很少，仅占2 3 ，主要 是东北和云南的褐煤。 我国煤炭资源中，低中灰和中灰煤较多，低灰煤和高灰煤较少。全国煤炭灰分 情况【3 】见图3 2 。 图3 - 2 全国煤炭灰分情况 我国煤炭资源以含低硫煤为主，平均硫分为1 1 ，高硫煤和特高硫煤很少，且 l o 低灰低 煤炭资 图3 - 3 全国煤炭硫分情况 总体来看，我国煤炭资源品质为：发热量较高，多为中高热值煤，低热值煤很 少；低中灰和中灰煤较多，低灰煤和高灰煤较少；以特低硫煤和低硫煤为主，其次 为低中硫煤和中硫煤，高硫和特高硫煤很少；低灰低硫的优质煤较少。 3 2 电力燃煤情况 3 2 1 电煤燃用现状 2 0 0 8 年全国燃煤电厂发电及供热消耗原煤约为1 4 6 亿t ，占全国消费原煤量 5 3 2 8 ( 2 0 0 8 年全国煤炭消费量为2 7 4 亿t ) ，其中，2 0 0 8 年全国发电耗用原煤1 3 1 亿t 。随着电力工业的发展，全国发电、供热消耗原煤量呈逐年上升趋势，其具体 情况见图3 4 。 华北电力人学硕士学位论文 营l u t 。7 。o ，。i ，一。t ， ，：m 一一t ：m ；0 i ： -j ，o ”一。， 81 4 一 ，_ ，：，一- 。j 厂 删1 2 一r 蝼l o 鬟8 l 篓6 - 一| r 毯4& 一、 ， 垂2 每h ”j 。“ ，一。? j 一1 ，i 。：jv 一i t ? j ，jj ，一二? j i + “i ，“，： 。 ，| i 。= 。，。 雾r ；，：。j ，：+ ， i 7 。一乙：1 f o 矿， 7 j t 兽：4 一，：h ，誓尊崩 d 吠酝勃磋蠡麓荔泛藏+ 是i ，毫i 氛彩赣磊蠢施。蕊- 荔藤豫凌巍篡菇磊菇。，主，0 轰羹逸i 五巍茏纛荔 烈1 , 1 2 0 0 02 0 012 0 0 22 0 0 32 0 0 42 0 0 5 2 0 0 6 2 0 0 7 2 0 0 8 年份( 年) 图3 42 0 0 0 2 0 0 8 年全国发电、供热消耗原煤情况 我国发电、供热消耗原煤量占全国消耗原煤量比重情况见图3 5 所示。 u 鬻秽鬻缪鬻警鬻攀撵舅警甏鬻缫黟懋鬻溺繁鬻零萼攀爹爹爹5 穗糍 ，一、。j “* ：一i 。：+ ；4 - 噼p - o ；o 槲- = t一- f 味一时 j j 嚣 6 0 ：，2 ，：o ：j ：誓：、。j ，。一二a 一 5 0 84 0 。广 ? 恻 碧3 0 。 2 0 一 ：i 一， 。， 。t ，：，一，! ， 1 0 曳to j 舟? 。i 。i 。i 1w 寰：”d r。?一。二? 爱_ 。j。二0 x。|，。二。 二一 。 擎梦季梦爹梦擎妒擎梦妒梦妒 年份( 年) 图3 51 9 8 0 2 0 0 8 年我国发电、供热用煤占全国煤炭消费量比重情况 我国电力燃煤平均含硫量在l 左右，绝大部分为中低硫煤。2 0 0 4 年我国电 燃煤全硫的分布情况见图3 - 6 。2 0 0 8 年五大发电集团电力燃煤平均硫分见表3 1 。 1 2 力 华北电力大学硕+ 学位论文 图3 - 62 0 0 4 年我国电力燃煤全硫的分布情况 表3 12 0 0 8 年五大发电集团发电燃煤平均硫分 集团公司 华能集团大唐集团华电集团国电集团中电投集团 发电燃煤平 均硫分( ) 0 9 4o 9 5 1 0 3 0 9 60 9 3 3 2 2 电煤变动情况 随着电力行业的快速发展，电煤需求量急剧增加，但受产能、价格、运力、自 然灾害等多种因素以及国际金融危机、国际能源价格的剧烈波动等大环境的影响， 电煤供需形势波动较大，电煤价格和煤质受到相应的影响。 2 0 0 4 年2 0 0 8 年全国电煤到厂综合价格变化情况见图3 7 。 1 3 华北电力大学硕十学位论文 a 删 f 。戮删一强2 7 弘铭。黟i ，? ：”雩疆秽獬觋嚣：摹r 留鬈i 孑缴嘲雾戮，4 罐澎罗7 7 彤警”霹：7 争，i _ ；。5 。：、。，o ，一凳，：；i 。“j - 、一，! 墨。，o ，i 丞 5 0 0 ” ?j ，“j 。j 二? 4 6 0 i 。| 一? _ _ _ 。to 。、? j ? 一。| ? i | j7 ，j 彦j ? 4 2 0 够 盆 3 8 0 童 3 4 0 二 饕| 么蓐一y $ 3 0 0 | 、，。 j | | 2 6 0 。：o ：二鬟_ ，7 ：。，7 麓篷。：鬈 2 2 0 蕊、7 二琴 二 耨i 、。趣 墩 扬 - u= 臀 *求 枣 y 们 暑 龌 静 然 剞糕 j 醒! = 剁 粼竣 糕 戗 蜜 琳耀魁嚏忆聪髅秤爨h毒僻 仪秘掣扑书隧扑k r 母罢抖 d ， 上i n n 趔 v 、 - 一 a n 露 卜 n 卜 寸 o 牟 - _ 0 0 n 熊 - 。_ 卜 n n 搽寸 0 0 寸 n 舞 - _ 寸o n n 震a n n 卜 0 0 鼎 寸 岔 - _ ao0 0 o 曾 - 。_ - _ 寸 n 疑i n 0 0 _ - 聪 n卜 _ - n f _ 、 0 0o 赫 _n n 嘏 a- _ _ 寸 锼 i n i n 0 0 n 寸 0 0l n o 蜒 一 0 0 f 、 辽 0 0n口 餐 an寸 0 0 博 一 - 。_ n。 _ - 一、 辫 0 0卜0 0 卜 爨 f - 、i岔 小 n 、 斗 僻龊罂聪避米k匣k蝼爵霖q寸僻 蝼 隧 n 一 oo n l nl ，、n ooi n o 斟 - _- - _ - _ 一o o oo 震 咖 i n an l nn口 _ o 辑 卜 o o i n o - - o n n - _ o o 震 皿r 0 0 n i ，、 i ni nn一 o n卜 - 。_ o i n o 斟 。_ o ooo n n 。_ 震 巾 卜 v 、nn i n 睾卜 n 卜a n - o o o o i n o _ 一o o o n n 霖 d r - nv 、i ni n - 。- - 一 o n卜 卜 _ o t n o 斟 f q 。_ noooo n 爨 d r n n- nl n 卜 卜 - _ _ o n卜oo i ，1 o 斟 。 n _ o oo n 霖 巾 - n v 、i n 葛 _ o o i n o 寸 n岔i n 6o n 斟 一 - _ oo n 霉 d r n i n l n均n v 、- _ _ o 斟 、oo i ，、 - oo n i n 。_ oo 1 爨 d r i n 卜 ” - _ on n卜oo i n n 鲁 - 一 oon _ oo 寸 霖 巾 i n i n、 _o 斟 nn i nn oo n o oo o - _ 一 oo _ 一 霖 ，、 j 斗 ，- 、 ，_ 、 ，一、，、 ，_ 、 蜀 k 皿 摹 更 摹 摹 摹 零 、， 、一 鼍 x 昌 咖 臀 。 o 。 o oo 创 毯 篮 g 口 z一 苫 厶 黧 举 斗 嘣 议窄牮扑书隧扑k r 口菩爵 j 粤 卜 t q 卜 寸 n n a 寸 寸n n口 露 卜 寸 _ 一 i n 一卜 n 寸 i n t non - n n - 。 。n o - _ i n 。 _- 。_ o on _ _l - 。- 斗 n 。_- _ n _ 艨- _ n a卜寸 n i nnoo 。 搽 卜 n na _ 寸 寸 、 n - _ 口岔 on叼 l ，、寸 o nnn 辗 no _ i n on i n _ o n 。_ - 一 - _ n _ n oo o a 寸寸 n寸 no 震 卜 n n 寸 - 。- 寸o 1n寸 鼎 啦 卜 心n o、 n_- 尘 n o叼叼 - _ n 。_ - _ a o卜 寸 敏 a 卜 岭 n 卜n ooo 聪 咕 n 小 _ 卜 甘 寸 卜卜n - 一 no 寸n on n - _ _ n 赫 n o _ _ o - 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5 过量空气系数与脱硫效率的关系 由图中可以看出，开远褐煤的自身固硫率是随着过量空气系数的增加而增加。 3 3 曩2蟹a曩oj 定的封闭的燃烧 烧温度的不均匀 性时，在考虑以 响也不能忽视。 度减少脱硫系统 。对计划燃用高 固硫特性，以免 华北电力火学硕士学位论文 第六章固硫率研究 本章根据3 2 6 种动力用煤的常规分析结果，通过对实验室制灰条件下煤灰自身 固硫特性进行统计分析，探索煤质与固硫率之间关系的内在规律，为实际过程中燃 煤固硫率的计算提供理论参考依据。 选取的3 2 6 种煤，涉及从无烟煤到褐煤的各类煤种及混煤，含硫量范围较广。 大量测量实际燃烧过程中煤灰固硫率相当困难，这里统计的是实验室制灰条件下煤 灰的固硫率。虽然实验室制灰时煤的燃烧方式及燃烧环境与电站锅炉不同，但是其 固硫的基本机理与煤粉炉、流化床炉等燃烧过程相似，因而其实验室制灰条件下固 硫特性研究对实际过程也具有参考价值。 本章拟采用煤灰固硫率定义公式： r = s 蕾s hx an j 7 s 。r xl0 0 公式( 6 1 ) 其中，r 为燃煤固硫率，s a 。h 为灰中硫含量，a 。，为收到基灰分，s 。，为收到基硫 分。 6 1 固硫率与含硫量之间的关系 通过公式6 1 计算，燃煤固硫率与收到基硫分关系见图6 1 ，燃煤固硫率与折算 硫分关系见图6 2 ，灰中三氧化硫含量与收到基硫分关系见图6 3 。 图6 1 燃煤收到基硫分与固硫率的关系 3 5 华北电力人学硕+ 学位论文 图6 2 折算硫分与固硫率的关系 图6 3 煤中硫含量与灰中三氧化硫的关系 图6 1 显示，含硫量较高的煤种，固硫率低：含硫量低的煤种，固硫率高。随 着燃煤收到基硫分的增加，固硫率下降。通过统计数据拟合曲线说明固硫率近似与 燃煤含硫量成反比关系。相同的燃煤含硫量对应不同固硫率，说明燃煤固硫率不仅 与含硫量有关。 图6 2 为折算硫分与燃煤固硫率的关系，其与图6 1 反应情况相似。 从图6 3 可以看出，灰中三氧化硫的含量并没有随着燃煤收到基硫分的增加而 3 6 华北电力火学硕士学位论文 增加，反而有下降趋势，但是对应关系不明显，部分相同收到基硫分的燃煤灰中三 氧化硫含量不同，说明煤灰中三氧化硫含量不单只和燃煤硫分有关。 根据3 2 6 个不同煤种样品，含硫量与固硫率的对应关系见表6 1 ，对应关系见 图6 4 ，对应关系拟合曲线见图6 5 。 表6 1 不同含硫量煤种固硫率分析表 收到基硫分范围( ) 平均硫分煤种数 平均固硫率( ) s a r o 30 1 53 35 6 1 4 0 3 s a r o 4 o 3 5 7 65 1 2 7 0 4 s a r o 5 0 4 56 34 8 0 5 0 5 s a r o 6 0 5 54 03 5 6 2 0 6 s a r o 7o 6 52 52 6 4 1 0 7 s a r o 90 8 02 52 5 6 6 0 9 s a r 1 4 1 1 5 1 91 5 3 5 1 4 s a r1 52 61 4 7 0 图6 4 含硫量与固硫率关系图 3 7 华北电力人学硕士学位论文 图6 - 5 含硫量与固硫率对应关系拟合曲线图 6 2 固硫率与碱性成分含量的关系 燃煤固硫主要是煤中碱性成分与燃烧生成的s 0 2 反应，燃煤中对固硫率影响较 大的主要的碱性物质有c a o 、n a 2 0 和k 2 0 。 灰中三氧化硫与煤中氧化钙含量关系见图6 - 6 ，固硫率与灰中氧化钙含量关系 见图6 7 ，将灰中氧化钙转化为燃煤氧化钙，其与固硫率的关系见图6 8 ，将燃煤对 应为标准煤，折算后的氧化钙含量与固硫率关系见图6 - 9 。 图6 - 6 灰中氧化钙含量与三氧化硫含量关系图 3 8 华北电力大学硕士学位论文 图6 7 灰