煤質成分在線檢測裝置的應用簡介
2013-03-10
目前國內火力發(fā)電機組燃煤煤質變化非常大，各發(fā)電廠的燃煤中，統(tǒng)配煤約占60%，其余40%為自購煤，而電廠自購煤具有很大的隨意性，來煤煤種變化大、煤質優(yōu)劣不齊，該種狀況短期內難以發(fā)生轉變。
在煤質多變的情況下，煤質分析滯后，已嚴重影響到鍋爐的安全運行?；鹆Πl(fā)電廠現(xiàn)有煤質分析基本為人工或機械取樣、人工制樣、人工化驗，送入鍋爐的煤質數(shù)據(jù)只能在兩三天后才能得到，具有明顯的滯后性，對鍋爐安全運行及優(yōu)化調整來說已經意義不大。在入廠煤結算時，人工取樣化驗的方法更是增加了時間成本，無法避免取樣誤差帶來的購煤風險。
如何避免因煤質原因造成鍋爐滅火事故、降低助燃用油、避免因鍋爐事故進而造成對電網(wǎng)的沖擊、如何快速了解入廠煤質、降低采購風險等，都是火力發(fā)電廠目前急需解決的重大問題。南京大陸中電科技股份有限公司開發(fā)的采用中子活化技術的MJA型煤質成份在線檢測裝置，從根本上解決了上述難題。裝置能實現(xiàn)以下用途:
● 能夠實現(xiàn)全煤流在線煤質檢測，在煤炭入爐前提供實時煤質數(shù)據(jù)，指導鍋爐運行，避免事故，實現(xiàn)安全燃燒;
● 在有條件的發(fā)電廠可以實現(xiàn)實時配煤，保證入爐煤質穩(wěn)定，并符合機組負荷的要求;
● 可以提供實時煤質數(shù)據(jù)及未來數(shù)小時的煤質變化趨勢預測，為運行人員實現(xiàn)優(yōu)化燃燒、實現(xiàn)經濟運行提供數(shù)據(jù)支持;
● 可以為鍋爐提供最經濟燃用煤質指導，從而幫助發(fā)電廠實現(xiàn)主動選煤、科學購煤。
隨著煤質成分在線檢測裝置的推出，實時獲得輸煤皮帶上的燃煤煤質成分成為了可能，使得鍋爐運行人員能夠及時了解當前所燃燒煤的元素成分和工業(yè)分析結果，可以變被動地調節(jié)燃燒系統(tǒng)為
1.MJA裝置的測量原理
煤質成分在線檢測分析裝置采用中子發(fā)生器，利用中子感生瞬發(fā)γ射線分析技術，將熱中子俘獲反應和快中子非彈散射反應相結合，通過分析γ射線特征能量來識別核素種類，通過分析γ特征射線來確定煤中各種元素的含量，從而實現(xiàn)煤質全元素成分的在線分析。
2.MJA裝置的部件
。整個系統(tǒng)主要由安裝在輸煤皮帶上的測量單元、防護單元、水份測量單元、限高單元以及系統(tǒng)控制柜和測量控制柜等組成。系統(tǒng)通過采集來自DCS及輸煤集控的信號，實現(xiàn)相關的燃燒優(yōu)化指導功能。
為制粉系統(tǒng)提供指導:根據(jù)制粉系統(tǒng)當前煤質情況，系統(tǒng)提供相應的運行建議，包括水份、灰份對磨煤機出力的影響評價、建議磨煤機出口溫度和經濟煤粉細度等。
6.對鍋爐燃煤進行實時煤質特性診斷和為鍋爐提供燃燒優(yōu)化指導
實時煤質特性診斷：根據(jù)鍋爐每層燃燒器噴口處煤質，對入爐煤的著火溫度、著火穩(wěn)定性指數(shù)、燃燼特性指數(shù)及灰成份綜合指數(shù)進行診斷，界面通過進度顯示的方式告訴運行人員煤質的著火難易程度、火焰穩(wěn)定性、燃燼特性及煤的結渣傾向等。同時，系統(tǒng)提供鍋爐效率等機組經濟性能診斷。運行人員能夠根據(jù)當前鍋爐的燃燒煤質情況及時對運行參數(shù)作出優(yōu)化調整。
燃燒優(yōu)化指導:依據(jù)煤質鍋爐耦合模型，為運行人員提供燃燒優(yōu)化指導。該模塊的原理是通過對大量鍋爐燃煤及鍋爐主要運行參數(shù)的分析，運用神經網(wǎng)絡分析技術，對機組主要運行指標與選定煤質指標進行相關性分析，確定不同煤質指標對機組主要運行參數(shù)的影響模型，提出實現(xiàn)優(yōu)化目標(機組主要運行指標)的相關建議操作，提供操作改變后的系統(tǒng)主要運行指標預測值。
7.依據(jù)上煤過程的計質、計量結果，為電廠實時配煤提供科學依據(jù)
依據(jù)煤質測量結果，根據(jù)鍋爐設計煤種及實時運行經驗，為配煤過程提供直接指導，告訴上煤運行人員哪些主要煤質指標需要調整，根據(jù)當前煤質，提出具體的配制比例及重量，通過程控系統(tǒng)優(yōu)化配煤過程。
8.為DCS及MIS提供實時煤質數(shù)據(jù)，使機組現(xiàn)有優(yōu)化模塊趨于完善由于DCS或MIS系統(tǒng)采用了鍋爐燃煤的實時數(shù)據(jù)，使機組現(xiàn)有的實時性能診斷、實時成本計算等功能趨于完善。
四、經濟性分析
煤質發(fā)生突然變化時，如果燃燒調整不及時可能會導致爐管高溫腐蝕以及結焦等事故。按照兩臺300MW機組每臺每年因結焦和高溫腐蝕分別造成100萬元損失、而安裝MJA裝置后可以減少25%損失計算，每年共可以節(jié)約費用100萬元。
(2)經濟性效益
a)提高鍋爐效率
通過及時根據(jù)煤質情況調整燃燒，可以提高鍋爐效率。按照兩臺300MW機組鍋爐效率提高0.4%計算，每年可以創(chuàng)造105～160萬元的效益。
b)減少制粉系統(tǒng)電耗及制粉系統(tǒng)維護費用按兩臺300MW機組制粉系統(tǒng)平均降低電耗1.25kWh/t計算，每年可節(jié)約費用30～40萬元。按全年維護費用130萬元、安裝MJA裝置后可以減少30%計算，共可以節(jié)約費用39萬元/年。
2.指導上煤和配煤
通過實時檢測上煤煤質數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)反饋控制或者指導高效摻燒優(yōu)質煤和劣質煤。按全部燃用優(yōu)質煤與優(yōu)質煤和劣質煤各50%摻燒、普通優(yōu)質煤與劣質煤價格相差35元/噸、兩臺300MW機組每臺日耗煤量800噸計算，每年可以節(jié)省費用100～1000萬元。來源 示波器 http://www.91zenqing.cn/
在煤質多變的情況下，煤質分析滯后，已嚴重影響到鍋爐的安全運行?；鹆Πl(fā)電廠現(xiàn)有煤質分析基本為人工或機械取樣、人工制樣、人工化驗，送入鍋爐的煤質數(shù)據(jù)只能在兩三天后才能得到，具有明顯的滯后性，對鍋爐安全運行及優(yōu)化調整來說已經意義不大。在入廠煤結算時，人工取樣化驗的方法更是增加了時間成本，無法避免取樣誤差帶來的購煤風險。
如何避免因煤質原因造成鍋爐滅火事故、降低助燃用油、避免因鍋爐事故進而造成對電網(wǎng)的沖擊、如何快速了解入廠煤質、降低采購風險等，都是火力發(fā)電廠目前急需解決的重大問題。南京大陸中電科技股份有限公司開發(fā)的采用中子活化技術的MJA型煤質成份在線檢測裝置，從根本上解決了上述難題。裝置能實現(xiàn)以下用途:
● 能夠實現(xiàn)全煤流在線煤質檢測，在煤炭入爐前提供實時煤質數(shù)據(jù)，指導鍋爐運行，避免事故，實現(xiàn)安全燃燒;
● 在有條件的發(fā)電廠可以實現(xiàn)實時配煤，保證入爐煤質穩(wěn)定，并符合機組負荷的要求;
● 可以提供實時煤質數(shù)據(jù)及未來數(shù)小時的煤質變化趨勢預測，為運行人員實現(xiàn)優(yōu)化燃燒、實現(xiàn)經濟運行提供數(shù)據(jù)支持;
● 可以為鍋爐提供最經濟燃用煤質指導，從而幫助發(fā)電廠實現(xiàn)主動選煤、科學購煤。
隨著煤質成分在線檢測裝置的推出，實時獲得輸煤皮帶上的燃煤煤質成分成為了可能，使得鍋爐運行人員能夠及時了解當前所燃燒煤的元素成分和工業(yè)分析結果，可以變被動地調節(jié)燃燒系統(tǒng)為
1.MJA裝置的測量原理
煤質成分在線檢測分析裝置采用中子發(fā)生器，利用中子感生瞬發(fā)γ射線分析技術，將熱中子俘獲反應和快中子非彈散射反應相結合，通過分析γ射線特征能量來識別核素種類，通過分析γ特征射線來確定煤中各種元素的含量，從而實現(xiàn)煤質全元素成分的在線分析。
2.MJA裝置的部件
。整個系統(tǒng)主要由安裝在輸煤皮帶上的測量單元、防護單元、水份測量單元、限高單元以及系統(tǒng)控制柜和測量控制柜等組成。系統(tǒng)通過采集來自DCS及輸煤集控的信號，實現(xiàn)相關的燃燒優(yōu)化指導功能。
為制粉系統(tǒng)提供指導:根據(jù)制粉系統(tǒng)當前煤質情況，系統(tǒng)提供相應的運行建議，包括水份、灰份對磨煤機出力的影響評價、建議磨煤機出口溫度和經濟煤粉細度等。
6.對鍋爐燃煤進行實時煤質特性診斷和為鍋爐提供燃燒優(yōu)化指導
實時煤質特性診斷：根據(jù)鍋爐每層燃燒器噴口處煤質，對入爐煤的著火溫度、著火穩(wěn)定性指數(shù)、燃燼特性指數(shù)及灰成份綜合指數(shù)進行診斷，界面通過進度顯示的方式告訴運行人員煤質的著火難易程度、火焰穩(wěn)定性、燃燼特性及煤的結渣傾向等。同時，系統(tǒng)提供鍋爐效率等機組經濟性能診斷。運行人員能夠根據(jù)當前鍋爐的燃燒煤質情況及時對運行參數(shù)作出優(yōu)化調整。
燃燒優(yōu)化指導:依據(jù)煤質鍋爐耦合模型，為運行人員提供燃燒優(yōu)化指導。該模塊的原理是通過對大量鍋爐燃煤及鍋爐主要運行參數(shù)的分析，運用神經網(wǎng)絡分析技術，對機組主要運行指標與選定煤質指標進行相關性分析，確定不同煤質指標對機組主要運行參數(shù)的影響模型，提出實現(xiàn)優(yōu)化目標(機組主要運行指標)的相關建議操作，提供操作改變后的系統(tǒng)主要運行指標預測值。
7.依據(jù)上煤過程的計質、計量結果，為電廠實時配煤提供科學依據(jù)
依據(jù)煤質測量結果，根據(jù)鍋爐設計煤種及實時運行經驗，為配煤過程提供直接指導，告訴上煤運行人員哪些主要煤質指標需要調整，根據(jù)當前煤質，提出具體的配制比例及重量，通過程控系統(tǒng)優(yōu)化配煤過程。
8.為DCS及MIS提供實時煤質數(shù)據(jù)，使機組現(xiàn)有優(yōu)化模塊趨于完善由于DCS或MIS系統(tǒng)采用了鍋爐燃煤的實時數(shù)據(jù)，使機組現(xiàn)有的實時性能診斷、實時成本計算等功能趨于完善。
四、經濟性分析
煤質發(fā)生突然變化時，如果燃燒調整不及時可能會導致爐管高溫腐蝕以及結焦等事故。按照兩臺300MW機組每臺每年因結焦和高溫腐蝕分別造成100萬元損失、而安裝MJA裝置后可以減少25%損失計算，每年共可以節(jié)約費用100萬元。
(2)經濟性效益
a)提高鍋爐效率
通過及時根據(jù)煤質情況調整燃燒，可以提高鍋爐效率。按照兩臺300MW機組鍋爐效率提高0.4%計算，每年可以創(chuàng)造105～160萬元的效益。
b)減少制粉系統(tǒng)電耗及制粉系統(tǒng)維護費用按兩臺300MW機組制粉系統(tǒng)平均降低電耗1.25kWh/t計算，每年可節(jié)約費用30～40萬元。按全年維護費用130萬元、安裝MJA裝置后可以減少30%計算，共可以節(jié)約費用39萬元/年。
2.指導上煤和配煤
通過實時檢測上煤煤質數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)反饋控制或者指導高效摻燒優(yōu)質煤和劣質煤。按全部燃用優(yōu)質煤與優(yōu)質煤和劣質煤各50%摻燒、普通優(yōu)質煤與劣質煤價格相差35元/噸、兩臺300MW機組每臺日耗煤量800噸計算，每年可以節(jié)省費用100～1000萬元。來源 示波器 http://www.91zenqing.cn/
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