电厂用褐煤对比课件

1,摘要,该项目的背景和技术已经进行了描述，其中包括减少燃料的潜在好处。描述了一个理论模型，该模型是在稳定运行状态下计算干燥机的设计与操作对流动性能的条件下连续流化床干燥机的影响。从模型的数值结果相比，与在大河能源的煤河站位的一台试验性褐煤干燥机的数据相当吻合。此干燥机模型表明了干燥机的设计和运行条件对干燥机性能和床的热传递的影响的参数计算。还分析了煤的干燥程度对煤速，空气燃烧，烟气，风扇，电源以及机组热率的影响。,2,背景知识,煤水份含量：subbituminous煤的水份含量从15%30%，而褐煤的水份是从25%40%。高水份的煤会对一台燃粉煤机组的燃料运作带来很多的负面影响，高水份的煤会影响热速率，质量率（吨位）的排放以及蒸发冷却塔的水消耗。,3,第一种布局图,4,第二种布局图,5,技术处理,项目的技术处理中，用离开冷凝器的热循环冷却水去加热干燥煤时所使用的空气。循环水离开冷凝器时的温度通常是49（120）。这可一用来产生温度接近43（110）的气流。通过两股热空气完成对煤的干燥，一股通过干燥机，一股热循环冷却水，通过位于干燥器上的热交换器。,6,前期工作,两名调查员（Levy和Sarunac）已经参与GreatRieverEnergyCorporation在NorthDakota的Underwood的CoalCreekGeneratingStation电站里的低温煤干燥的实验。CoalCreek有两台机组总装机容量超过1100兆瓦，这两台机组燃烧水份含量大约40%，12%的灰的褐煤，都配备低氮氧化物燃烧系统，湿洗涤器和蒸发冷却塔。该项目组进行了理论分析，评估了用热循环水加热干燥空气对冷却塔用水的影响，评估了CoalCreekGeneratingStation电站里降低煤水份的含量以提高热率的重要性。,7,煤适度对冷却塔补给水的影响,8,前期工作,结果显示，根据环境条件，将煤的水份比从例40%降至25%使makeup水流速降低5%7%。对于一台550MW的机组可以节约1.1710/6公升/天至4.2810/6公升/天。同时分析也表明热率、二氧化碳和二氧化硫质量排放也将会降低大约5%。通过外库存干燥系统干燥褐煤，平均来讲，褐煤和水分含量从37.5%至31.4%降低了6.1个百分点。随着煤的干燥，锅炉的效率提高了2.6个百分点，单位净热率提高了2.7-2.8个百分点；这些结果与理论预测值比较吻合，燃料流量降低了10.8个百分点，烟气流速降低了4个百分点。低煤流速和较好的磨煤能力共同使电能消耗降低了17个百分点。由于低空气流速和烟气流速使风机能耗也降低了3.8个百分点。平均来讲，辅助能耗也降低了近3.8个百分点。,9,煤水份含量对机组热率的影响,10,五个任务,任务一：制造和仪器设备任务二：干燥试验任务三：建立干燥模型和比较试验数据任务四：设计干燥系统任务五：分析机组的性能和成本,11,实验,（一）干燥动力模型（1）连续运行干燥机的计算机模拟（2）计算机模型和实验干燥机数据的比较（二）干燥装置系统的设计和效果分析（1）性能和能源成本分析（2）干燥煤对锅炉运行参数的影响（3）对褐煤干燥机参数的设计,12,干燥动力模型,一、连续运行干燥机的计算机模拟以前在Lehigh实验室取得的一批干燥机的结果表明，流化床在垂直方向充分混合，离开干燥机的空气温度等于床的温度，褐煤的干燥速率可以用关于质量和能量守恒的微分方程精确预测。在X=0处湿煤进入床。质量守恒：,13,能量守恒,14,连续流化干燥机的布局,15,16,二、计算机模型和实验干燥机数据的比较编写程序解质量和能量守恒的方程，用于模拟不同的干燥试验。试验性干燥机通常的干燥容量是每分钟30千克煤。流化空气和床内管束的温度在50到70度。,17,实验4煤湿度的轴向变化,18,实验4床温和出口气温的轴向变化,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,在实验中，煤流速的90%进入床内，余下的10%假定在X=0处即煤的进入点被淘洗出床。下表对预测值和测量值进行了比较，由于温度和湿度是通过传感器获得的平均值，这些平均值是在x=0至x=1之间通过电脑模拟获得的。,35,下面四张图显示了比较的结果,36,37,38,39,三、干燥装置系统的设计和影响分析（1）性能和能源成本分析任务四和任务五是对于燃褐煤和PRB煤的一台600MW机组干燥系统的设计，分析了干燥机运行对冷却塔补给水，机组热率，辅助能源，烟道排放的影响。估计了降低煤水份含量和干燥机设计的成本。这两个任务又可以分为五个字任务。,40,子任务一：估计燃干燥煤堆空气和烟气流速的影响，以及对煤进入锅炉的速度，煤粉，风机功率，锅炉效率和机组热率的要求。子任务二：由于干燥温度，估计所需的干燥大小和空气流速以及床内传递的热量。子任务三：估算干燥机对热量，蒸发冷却塔补给水以及排放的全部影响。子任务四：估算其他组件的大小，估算干燥系统的成本。子任务五：选择最佳的干燥系统配置和煤产品。,41,（2）煤干燥对锅炉运行参数的影响此子任务分析燃干燥煤对机组运行参数的影响，如空气和烟气的流速，进锅炉的煤速，煤粉，风机功率，锅炉效率和机组热率。使用的计算方法涉及在机组各个部分的质量和能量平衡。对600MW满负荷运行的机组进行分析，且对褐煤和PRB煤斗分析。机组的设计类似于GreatRiverEnergy的CoalCreekStation，被当作是基线设计。此平衡锅炉装有空气预热器。在入口处强制通风的蒸汽线圈和一次通风用蒸汽涡轮循环在进入风机之前对其加热。假定褐煤的基准单位净值为1000Btu/kWh。这个阶段的分析，假定干燥煤对电厂性能没损失，或者在烦躁过程中性能提高计入电厂。,42,褐煤和PRB煤的水份的比较,43,由于降低了风机和粉碎机的功率要求，低水份的煤能降低电站的功率消耗。图30和图31反映了煤水份含量对燃烧空气和烟气流速的影响，图32反映了煤水份含量及对风机和电源的影响。由于较低的初始空气和烟气流速，当ID和PA风机的功率低于每干燥机的功率时，通过FD风机的空气流速将会增加，导致低水份的煤消耗了较大的FD风机的功率。图33和图34反映了：在煤送入粉碎机时，煤水份含量对锅炉热效率和净率的影响。,44,45,46,47,48,49,（3）褐煤干燥机的参数设计由于干燥机的性能设计和工艺条件，此子任务设计干燥性能的商业规模的计算。分析时，假定一台粉碎机对应一台干燥机，要求给干燥机供煤的速度为7000公斤/小时，为了得到优质的流态化，要求流速约为1.1m/s。有关设计的计算都基于同一个U0值。分离器表面积和扩张床深度限制了床内管束表面积的最大值，分离器的表面积弥补了所需要的流化空气流量。床的深度同样受制于床压降，基于这些条件，干燥机性能的初次设计就基于床的设计和工艺条件：,50,煤流速68100kg/h空气流速30545kg/s床深1.021.27m浅风速1.1m/s,51,52,53,54,55,56,结论,第一原则干燥模型用于计算干燥机的运行条件和设计；此模型描述了在稳定状态下一台连续流化床干燥机的运行。模型的计算