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中文名称 煤粉锅炉煤粉细度的优化
摘要
提出了一种选择煤粉锅炉最佳煤粉细度的方法。这个方法是基于经济标准，并考虑到分级机的导向叶片负荷和耐久性和产量。在短时间内(例如1小时)执行，前提是可以通过控制角度来改变煤的细度。因此，可以方便地设置与当前参数相适应的最优值在MS Excel中创建程序进行优化。它能让你计算有关研磨系统的现代化和更换燃料时的正确操作特点以及机组运行的负荷和成本。
该工作是基于波兰某电厂650 t/h燃料粉状锅炉(OP 650)的粉磨机试验工厂。在这些研究的基础上，得出了产品的细度之间的关系，锅炉的效率和磨系统磨粉参数，如磨机及其风机的能耗。文中还讨论了管道中过量空气的影响锅炉上最大颗粒尺寸可以燃烧在可接受的未燃烧可燃物水平也会显示。
分析了硬煤矿物成分对磨坊产量的影响。根据所进行的测量和大修之间的实际周期粉磨机，在运行过程中确定，一种相关性被发现来确定磨料公称产量为33吨/小时(MKM 33型)环球磨元件的磨损率，并对R0.09的最佳值进行了示例性计算。
关键词：锅炉 加热炉系统 晶粒尺寸 优化
1.引言
通过术语“煤粉质量”来理解其细度(累积保留R0.09和R0.20的百分比)其均匀性由均匀性(多分散性)描述.波兰power区燃烧的硬煤大部分是煤中挥发物含量高的烟煤，干灰自由状态(Vdaf)。根据波兰标准PN-82/G97002，它们是31型和32型煤。中速粉碎机几乎只用于粉碎机中。工业上，大多数都配备了静态离心分类器。
煤粉质量的优化问题一直存在，也是长期以来一直是研究的课题，因为它的重要性影响动力装置的运行成本。类似的研究也在波兰进行，如[1,2]。这导致了各种各样的【3-6】的建议。然而，它们现在已经失去了有效性，由于经济变化和限制的出现影响二氧化碳的排放量。
最佳磨矿细度对应的是最小磨矿细度，总成本，包括pul验证燃料(PF)的制备和燃烧成本以及与之相关的污染物排放成本流程。更细的PF被引入燃烧室，燃烧速度越快，不完全燃烧和NOx的损失也越少，排放(有时是微粒排放)减少。无论如何，在这种情况下，燃料准备成本增长，因为细度的增加增加了粉料的比表面积，煤取决于碾磨时的能耗以及磨机研磨部件的磨损。
结渣的风险也会增加。另一个问题是随着细度的增加，煤在磨机中的停留时间会延长，从而影响磨机的产量。
炉渣和粉煤灰中未燃烧可燃物(UBC)的损失
(SUBC)几乎完全取决于粗压裂的贡献，而煤磨的能耗主要取决于细馏分的比例。这些比例取决于多分散数n，即主要与分类器的设计有关，也与分类器的类型有关的磨粉机。
在典型安装中为煤粉n=0.8e1.2，其位置较低值对应于高速粉碎机(例如，风扇粉碎机)，而较大的数字对应中低速米尔斯。
对于颗粒含量相同的粉末状燃料gt;88毫米，如R0.09=30%，以下gt;粒含量200毫米则为[3]:
R0.20=9.81%多分散度值为n=0.8
R0.20=1.62%多分散度值为n=1.5
这意味着如果锅炉是用n值较低的PF烧制，提高了多分散性号码,如。通过现代化分类器也是有益的能量:对于相同的R0.09值，需要更少的能量获取n较大的PF。
减少炉内多余的空气，从而减少两种氮氧化物排放和烟道气体(烟囱)损失(Sfg)，导致燃烧强度的恶化，从而导致增长UBC在飞灰中的含量通过更细的磨煤，可以有效地防止UBC的增加。更细的磨削同时提高了主要方法的效率减少氮氧化物[3]的排放。
在文献中有关于最优控制的出版物铣削系统参数。例如，在参考文献[7]中，假定粉碎机(管球型)的最大产量为这种最优化的标准。在Ref.[8]中只显示能够实现煤的操作和维护活动降低低NOx燃烧所需的颗粒尺寸。该模型参考文献[9]中提出的优化轧机性能和最大限度地降低工厂的操作和维护成本最佳的磨削负载分配到单个磨机。Ref。[10]粉碎机连续监测诊断系统介绍了煤的细度。它被用于优化燃烧通过减少过量空气与可接受的含量UBC在燃烧产物和磨机磨损方面，但没有对所得结果进行了经济评价。其他研究人员表明数值分析可以用于改进轧机设计并优化其运行参数，但不进行经济评价[11,12]。
Deeskow等人[13]提出了一种基于神经网络的系统用于在线诊断轧机运行的网络。该系统设想引入经济评价除技术参数外。作者认为这种评估必须限于特定的安装仍然可信，由于大量变量的条件本地。因此，我们的研究提出了颗粒尺寸的优化在650t /h的煤粉燃烧锅炉中采用natural循环(OP 650型)的发电机组即225mw配备球环铣刀。这个锅炉在功率上有标记转K6植物。
这种优化的主要目标是创建一个有效的工具确定R0.09在给定时间内的最佳值。
从经济的角度来看。最优值为R0.09对应于定义的总成本的最小值在eq.(1)中进一步。使用该算法可以节省一个功率工厂无需任何投资，只需通过修改细度即可煤由分级机的控制元件控制。特定的作为MSExcel电子表格的模式，在表3和表4中给出了算法。本文还介绍了研究结果为了准备创建所需的函数而执行算法。
2.对配制煤粉的成本进行分析确定的最佳细度
单一的最佳铣削质量不太可能存在用于动力锅炉长期运行的所有参数（例如一年内）。对于每一组锅炉（ParB）、燃料（ParF）和磨机（ParM）的参数有不同的最佳值。例如，无花果。15和16确认关闭一台磨机将使最佳R0.09从30%变为26%。如果锅炉提供了调整煤粉的机会通过远程控制的角度设置的粒度分级机导叶，这样的最佳值匹配电流可以很容易地选择参数。2.2 Mg(OH)2纳米粒子的合成方法。
下面给出了一种算法，用于在假设条件下进行计算时间尺度。可以建立几乎所有的变量，例如，1h的时间。计算可能是在锅炉标准测量的基础上进行大大提高了它们的可靠性。
用累积法求最佳晶粒度保留的百分比R0.09和R0.20（或在给定的多分散数n下为R0.09）可降低总成本_与燃料成本和粉碎过程成本相关的KP时间标度thfrac14;1 h。
每小时的制粉成本取决于煤粉质量流量Bk和单位制粉成本Kup，按每毫克粉料计算燃料：
eth;Bk的值是所有运行磨机的输出eth;eth;BmiTHORN;之和（zm）在审议期间：
在所有运行磨坊的产量相等的情况下，得出以下结果：
单位铣削成本（每毫克燃料）定义如下：
Kup e铣削和气流消耗的单位能源成本，兹罗提/毫克，
Kup m材料单位成本，兹罗提/毫克，
表1用于创建钢球磨损率一般关系的数据
表2 RAH下游过剩空气系数对烟气温度的影响
单位劳动力成本，兹罗提/毫克。
铣削和气流能耗的单位成本（单位Mg煤）表示如下：
ep铣削和气流的单位能耗，kWh/Mg，
自身需要的cel单位电力成本，兹罗提/kWh。
单位能源消耗是能源消耗的总和粉碎机epm及其风扇epw。给定磨机的ep值根据磨煤的特性和煤的性质，煤种会发生变化PF质量。根据测量[14,15]，有关ep的数据已获得。在此基础上，描述了它们之间的函数关系进一步发展（图12）。
一般来说，成本Kup m和Kup r只在更换或翻新磨损元件时的维修/大修。在这种情况下，它们必须按假定的规模贴现时间到了。磨损的度量是铣削元件的磨损速率vefrac14;Dh/t[mm/h]，在本节的下一章中有详细定义纸张。材料成本包括更换元件安装在大修间隔时间（TBO）tTBO开始时[h] 第11个球的费用其他10个钢球的直径减小（适用于所有运行中的磨机）。用于维修的材料（每毫克煤）的单位成本/检修和操作
表3 NCVfrac14;21.19 MJ/kg和4磨机优化变量示例值列表A-假设，C-计算，E-经济数据，M-测量
表4 NCVfrac14;21.19 MJ/kg和4台磨机的成本清单
一台粉碎机的最小单位材料消耗量，kg/Mg，
cm用于磨机维修/大修和操作的材料单位成本，兹罗提/千克。
mum的值是将TBO期间在磨机中更换的元素的质量mm[kg/tmr]除以质量的结果
在此期间的煤粉量[Mg/tmr]：
整个质量毫米需要更换后，在轧机钢球厚度最大允许损失的发生Dhmax，假设为110 mm。达到这种损失规模的时间大修间隔时间tTBO：
单位劳动力成本（TBO中每毫克煤粉）（所有工作磨机的）大修和运行相关的
由以下公式描述：
nmh—TBO期间一台磨机大修和操作的工时数，mh，cmh工时成本，PLN/mh。
文献[2]的结论是，在铣削优化方面与燃料相关的成本是UBC损失（SUBC）和烟道的函数气体损失（Sfg）：
但是，对于介质的设定参数（蒸汽、进料水和冷空气）和锅炉的恒定输出，这是很容易的为了在短期内实现（thfrac14;1 h），这些损失决定仅燃油质量流量：
与向工厂供应燃料有关的所有费用必须包含在cf值中，即单位煤炭成本，PLN/Mg。二氧化碳排放量与燃煤的质量流量成正比，因此，碳纤维，也可能是负担成本的排放。烟气损失（烟囱损失），假设锅炉与参考温度0摄氏度平衡，即
fg离开锅炉的烟气焓，kJ/kgfuel
Itca冷空气理论量的焓，kJ/kgfuel
锅炉出口烟气lfg过剩空气系数，
卡塔尔接收状态下的总净热值（NCVtot），kJ/kgfuel
可以看出，叠加损耗取决于是PF晶粒度的函数：特定情况下所需的过量炉内空气系数和炉损。因此，必须确定以下关系：
我必须确保低排放操作。不过，我只能通过减小PF颗粒尺寸（保持所需的燃烧损失水平）。根据EDF Rybnik（EDFR）确定关系锅炉数值模拟支持的测量。UBC损失计算为固体燃烧率产品净热值QiUBC至总净热值Qr总数包括热量积分，即化学物质以外的热量：
锅炉中燃烧的燃料质量流量定义如下：
QN有效热输出，kW，
hk锅炉效率计算为
锅炉损失的总值。
考虑到个人损失的规模优化，仅计算Sfg和SUBC就足够了，假设其他损失。
上述计算的结果是：燃料“瞬时”最佳粒径，具体到进行分析的条件。然而，在更长的时间里在锅炉运行期间，条件变化很大。因此，对于i瞬时优化，下面的函数可写为：
一种状态下的锅炉参数集，
在第一状态下的一组煤参数，
状态i下磨机参数的ParMi集。
通过上述分析，可以评估运行参数的变化对制粉系统的影响燃料最佳粒径。它还允许计算出操作参数锅炉不同运行条件下的粒度选择建议。计算是使用MS Excel中的程序进行的。
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钢球磨损率的测定
- MKM-33型球和环损耗的测量粉碎机
铣削元件的标称尺寸如下：
球径750mm
破碎环凹槽112.5mm
压力环厚度197mm
球数-10，直径降至680 mm以下添加第11个球。
铣削元件磨损的测定特征尺寸属于发电厂进行的标准测量（图1）。图2显示了传感器的损耗钢球直径取决于磨机的运行时间，在图表中单独标记。测定co效率R2frac14;0.6866证明ve值在70%左右取决于时间，而其他30%取决于其他变量和测量误差。
钢球的平均磨损率（图3）为7 mm/h，但与此值的偏差可能很大。此参数几乎不依赖于粉碎机的工作时间和损失率在很长一段时间内几乎保持不变。特别大短时间后测量与平均值的偏差操作时间和可能与发动机的异常磨损有关手术初期的球。
图1 表征磨损的设计尺寸
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- 磨机大修间隔的最大和最小次数（TBO）
在本文中，最长和最短的应确定磨机的最短TBO周期。这个EDFR表格“磨机报告”中定义的铣削元件磨损率导致的后续大修间隔时间检查”。其中给出了以下数据：
▪ 球：dnom=750 mm；dmin=640 mm；补充球dsup=680毫米；
▪ 破碎环凹槽：anom=112.5 mm；amax=220 mm；
▪ 压力环厚度：bnom=197 mm；bmin=67 mm。
以下材料损失源于所提供的数据上图：
▪ 球：dnom -dmin=750-640=110 mm（基本值用于算法）；
▪ 破碎环：amax -anom=220-112.5=107.5 mm；
▪ 压力环：bnom- bmin=197-67=130 mm。
根据EDFR提供的信息磨机
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