本发明属于燃煤领域，涉及一种在役煤电机组锅炉运行中非设计煤种适应性评价方法。
背景技术：
煤种是锅炉设计最重要且最基本的参数，对于任何设计好的锅炉而言，煤种的适应性是有限的。目前在役煤电机组锅炉运行存在的一个普遍性问题为：大多数情况下锅炉正常运行的入炉煤质达不到设计值。故而按照设计煤种设计的锅炉来适应差别较大的入炉煤质，造成很多非设计煤种根本不能被设计好的锅炉适用，大部分的运行问题因此而产生。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的按照设计煤种设计的锅炉对于非设计煤种适应情况不能掌握的问题，提供一种在役煤电机组锅炉运行中非设计煤种适应性评价方法，确保投入的非设计煤种能够适用，进而保证在役锅炉安全、稳定、经济运行的能力。
为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：
一种在役煤电机组锅炉运行中非设计煤种适应性评价方法，包括：
步骤一、确定在役煤电机组锅炉运行中的非设计煤种影响因素；
步骤二、以非设计煤种影响因素构建单因素适应性系数并进行计算；
步骤三、综合所有非设计煤种影响因素的单因素适应性系数得到煤种适应性系数；
步骤四、根据煤种适应性系数评价非设计煤种能否应用于在役煤电机组锅炉。
优选的，非设计煤种影响因素包括挥发分、水分、灰分、硫分、灰熔点、碱金属以及热值。
优选的，煤种适应性系数ksc的计算方式为ksc＝min(k1,k2,k3,k4,k5,k6,k7)；
式中，k1为挥发分的单因素适应性系数，k2为水分的单因素适应性系数，k3为灰分的单因素适应性系数，k4为硫分的单因素适应性系数，k5为灰熔点的单因素适应性系数，k6为碱金属的单因素适应性系数，k7为热值的单因素适应性系数；
对于某非设计煤种，如果ksc>75％可用；50％<ksc<75％不推荐长期使用；50％<ksc<35％不推荐使用，ksc<35％禁用。
优选的，挥发分的单因素适应性系数k1的计算方式如下：
1)如果实际挥发分小于设计值：
k1＝实际入炉煤的挥发分值/设计挥发分值；
如果实际挥发分小于vmin，则k1<0.35；
2)如果实际挥发分大于设计值：
k1＝设计挥发分值/实际入炉煤的挥发分值；
如果实际挥发分大于vmax，则k1<0.35；
所述的vmin与vmax的测量以燃烧的稳定性以及燃烬率试验确定。
优选的，水分的单因素适应性系数k2的计算方式如下：
k2＝燃用高水分煤种能稳定运行时的最大负荷/设计的额定负荷*100％。
优选的，灰分的单因素适应性系数k3的计算方式如下：
k3＝min(k31，k32，k33)；
其中：k31灰分对锅炉效率影响确定的适应性系数；
k32灰分对锅炉磨损影响确定的适应性系数；
k33灰分对除灰系统出力影响确定的适应性系数。
优选的，硫分的单因素适应性系数k4的计算方式如下：
k4＝min(k41，k42，k43，k44)；
其中，k41＝锅炉受热面硫腐蚀导致的检修周期/设计的检修周期*100％；
k42＝锅炉受热面硫腐蚀导致的检修费用/((设计煤种价格-高硫煤价格)*用量)*100％；
k43＝设计煤种硫含量/入炉煤的硫分*100％；
通过试验确定不引起受热面硫腐蚀的临界硫含量smax，如果实际入炉煤的硫含量超过临界硫含量smax，则k44<0.35。
优选的，灰熔点的单因素适应性系数k5的计算方式如下：
k5＝临界负荷/额定负荷*100％；
通过试验确定锅炉燃用非设计煤种时不结焦的最大负荷作为临界负荷。
优选的，碱金属的单因素适应性系数k6的计算方式如下：
k6＝临界负荷/额定负荷*100％；
以锅炉稳定燃烧碱金属超标煤质时的最大负荷作为临界负荷。
优选的，热值的单因素适应性系数k7的计算方式如下：
k7＝非设计煤制粉系统最大出力时的负荷/设计的额定负荷*100％。
相较于现有技术，本发明具有如下的有益效果：将对煤种起着决定作用的关键因素通过适应性能力试验，确定保证机组稳定安全运行的煤质单因素适应性系数，综合所有非设计煤种影响因素的单因素适应性系数得到煤种适应性系数，根据煤种适应性系数评价非设计煤种能否应用于在役煤电机组锅炉，使非设计煤种能否适用于在役煤电机组锅炉有了明确标准，给非设计煤种提供一个使用的范围，使大量的非设计煤种能够安全投入在役煤电机组锅炉中运行，同时解决燃用非设计煤种使用不合理而带来的结焦，爆管，腐蚀，磨损等各种问题。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明提出的一种在役煤电机组锅炉运行中非设计煤种适应性评价方法，包括以下内容：
煤的分析以元素分析和化学分析为主，对于非设计煤种，有许多参数发生变化，其中影响较大主要有下面7种因素：挥发分、水分、灰分、硫分、灰熔点、碱金属、热值。
本发明通过对煤种起决定作用的7个关键因素通过适应性能力试验，确定保证机组稳定(安全)运行的煤质单因素适应性系数ki，i＝1,2,3,4,5,6,7。
确定ksc：ksc＝min(k1,k2,k3,k4,k5，k6，k7)；
对非设计煤种选取合理的适应性系数ksc，建议：ksc>75％可用；50％<ksc<75％不推荐长期使用；50％<ksc<35％不推荐使用，ksc<35％的非设计煤种禁用。
(1)挥发分的单因素适应性系数k1：
挥发分对煤的燃烧和燃烬均有重要影响，是评价煤质的首要指标。对于一台煤粉锅炉，挥发分的适应范围较窄，不能小于某一个下限值vmin，也不能高于某一上限值vmax。
挥发分可能在冷态启动过程中对锅炉的燃烬率产生影响，对制粉系统的干燥出力影响，对汽温影响，对炉膛结焦性能影响等。对等离子点火或微油点火的燃烧稳定性产生影响。
vmin或者vmax的测量应该以燃烧的稳定以及燃烬率试验中确定。
如果实际挥发分小于设计值：
k1＝实际入炉煤的挥发分值/设计挥发分值；
如果实际挥发分小于vmin，则k1<0.35，(不推荐使用的范围)；
如果实际挥发分大于设计值：
k1＝设计挥发分值/实际入炉煤的挥发分值；
如果实际挥发分大于vmax，则k1<0.35，(不推荐使用的范围)；
根据具体的数据及试验，通过上式确定k1。
(2)水分的单因素适应性系数k2：
煤种的水分超标可能对制粉系统的干燥出力影响较大，从而影响一二风的比率，影响炉内燃烧，降低炉温，增加排烟流量等。水分限制高限，低于设计水分原则上不考虑影响。
k2＝燃用高水分煤种能稳定运行时的最大负荷/设计的额定负荷*100％。
(3)灰分的单因素适应性系数k3：
灰分影响锅炉的燃烧、传热、粘污和磨损，灰分设定最高限位amax；灰分试验以对锅炉效率，锅炉的磨损以及除灰系统出力的影响确定，选取最小者为灰分临界值。
k3＝min(k31，k32，k33)，其中：k31灰分对锅炉效率影响确定的适应性系数；
k32灰分对锅炉磨损影响确定的适应性系数；
k32，灰分对除灰系统出力影响确定的适应性系数。
(4)硫分的单因素适应性系数k4：
硫分含量变化特别是超过设计值，有可能带来水冷壁高温腐蚀等情况。
通过试验确定不引起受热面硫腐蚀的临界硫含量smax。
k41＝锅炉受热面硫腐蚀导致的检修周期/设计的检修周期*100％；
k42＝锅炉受热面硫腐蚀导致的检修费用/((设计煤种价格-高硫煤价格)*用量)*100％；
即：煤价差与检修费用的综合比较，包括直接和间接损失，考虑发电量等因数。纯粹考虑技术因素，只要按照检修周期考虑即可。
k43＝设计煤种硫含量/入炉煤的硫分*100％；
如果实际入炉煤的硫含量超过临界硫含量smax，则k44<0.35，(不推荐使用的范围)；
k4＝min(k41，k42，k43，k44)；
(5)灰熔点的单因素适应性系数k5：
灰熔点对炉内结焦工况有重要影响，尤其对已有结焦问题的锅炉，更要限制灰熔点的底限。通过试验确定锅炉燃用非设计煤种时不结焦的最大负荷作为临界负荷。
k5＝临界负荷/额定负荷*100％；
(6)碱金属的单因素适应性系数k6：
碱金属含量超标会导致锅炉结焦，受热面积灰和粘污等现象。以锅炉稳定燃烧碱金属超标煤质时的最大负荷作为临界负荷。
k6＝临界负荷/额定负荷*100％；
(7)热值的单因素适应性系数k7；
热值比设计煤种低，机组负荷可能带不满负荷，制粉系统无法正常备用。灰渣量比设计大，处理能力受限等；辅机电耗增加。
k7＝非设计煤制粉系统最大出力时的负荷/设计的额定负荷*100％；
配煤时应该进行综合考虑各种因素的叠加影响，必要时通过试验确定相关参数。
本发明使非设计煤种能否适用于在役煤电机组锅炉有了明确标准，给非设计煤种提供了一个可以使用的范围，使大量的非设计煤种能够安全投入在役煤电机组锅炉中运行，同时解决了燃用非设计煤种使用不合理而带来的结焦，爆管，腐蚀，磨损等各种问题。
以上所述的仅仅是本发明的较佳实施例，并不用以对本发明的技术方案进行任何限制，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本发明精神和原则的前提下，该技术方案还可以进行若干简单的修改和替换，这些修改和替换也均属于权利要求书涵盖的保护范围之内。
1.一种在役煤电机组锅炉运行中非设计煤种适应性评价方法，其特征在于，包括：
步骤一、确定在役煤电机组锅炉运行中的非设计煤种影响因素；
步骤二、以非设计煤种影响因素构建单因素适应性系数并进行计算；
步骤三、综合所有非设计煤种影响因素的单因素适应性系数得到煤种适应性系数；
步骤四、根据煤种适应性系数评价非设计煤种能否应用于在役煤电机组锅炉。
2.根据权利要求1所述的在役煤电机组锅炉运行中非设计煤种适应性评价方法，其特征在于：非设计煤种影响因素包括挥发分、水分、灰分、硫分、灰熔点、碱金属以及热值。
3.根据权利要求2所述的在役煤电机组锅炉运行中非设计煤种适应性评价方法，其特征在于：煤种适应性系数ksc的计算方式为ksc＝min(k1,k2,k3,k4,k5,k6,k7)；
式中，k1为挥发分的单因素适应性系数，k2为水分的单因素适应性系数，k3为灰分的单因素适应性系数，k4为硫分的单因素适应性系数，k5为灰熔点的单因素适应性系数，k6为碱金属的单因素适应性系数，k7为热值的单因素适应性系数；
对于某非设计煤种，如果ksc>75％可用；50％<ksc<75％不推荐长期使用；50％<ksc<35％不推荐使用，ksc<35％禁用。
4.根据权利要求3所述的在役煤电机组锅炉运行中非设计煤种适应性评价方法，其特征在于，挥发分的单因素适应性系数k1的计算方式如下：
1)如果实际挥发分小于设计值：
k1＝实际入炉煤的挥发分值/设计挥发分值；
如果实际挥发分小于vmin，则k1<0.35；
2)如果实际挥发分大于设计值：
k1＝设计挥发分值/实际入炉煤的挥发分值；
如果实际挥发分大于vmax，则k1<0.35；
所述的vmin与vmax的测量以燃烧的稳定性以及燃烬率试验确定。
5.根据权利要求3所述的在役煤电机组锅炉运行中非设计煤种适应性评价方法，其特征在于，水分的单因素适应性系数k2的计算方式如下：
k2＝燃用高水分煤种能稳定运行时的最大负荷/设计的额定负荷*100％。
6.根据权利要求3所述的在役煤电机组锅炉运行中非设计煤种适应性评价方法，其特征在于，灰分的单因素适应性系数k3的计算方式如下：
k3＝min(k31，k32，k33)；
其中：k31灰分对锅炉效率影响确定的适应性系数；
k32灰分对锅炉磨损影响确定的适应性系数；
k33灰分对除灰系统出力影响确定的适应性系数。
7.根据权利要求3所述的在役煤电机组锅炉运行中非设计煤种适应性评价方法，其特征在于，硫分的单因素适应性系数k4的计算方式如下：
k4＝min(k41，k42，k43，k44)；
其中，k41＝锅炉受热面硫腐蚀导致的检修周期/设计的检修周期*100％；
k42＝锅炉受热面硫腐蚀导致的检修费用/((设计煤种价格-高硫煤价格)*用量)*100％；
k43＝设计煤种硫含量/入炉煤的硫分*100％；
通过试验确定不引起受热面硫腐蚀的临界硫含量smax，如果实际入炉煤的硫含量超过临界硫含量smax，则k44<0.35。
8.根据权利要求3所述的在役煤电机组锅炉运行中非设计煤种适应性评价方法，其特征在于，灰熔点的单因素适应性系数k5的计算方式如下：
k5＝临界负荷/额定负荷*100％；
通过试验确定锅炉燃用非设计煤种时不结焦的最大负荷作为临界负荷。
9.根据权利要求3所述的在役煤电机组锅炉运行中非设计煤种适应性评价方法，其特征在于，碱金属的单因素适应性系数k6的计算方式如下：
k6＝临界负荷/额定负荷*100％；
以锅炉稳定燃烧碱金属超标煤质时的最大负荷作为临界负荷。
10.根据权利要求3所述的在役煤电机组锅炉运行中非设计煤种适应性评价方法，其特征在于，热值的单因素适应性系数k7的计算方式如下：
k7＝非设计煤制粉系统最大出力时的负荷/设计的额定负荷*100％。
技术总结