高水分褐煤燃烧对锅炉的影响研究

赵亚莹

(东北电力大学能源与动力工程学院，吉林 吉林 132012)

褐煤是煤化程度较低的煤种，主要赋存在内蒙古、云南和黑龙江等省区。褐煤具有高水分、低热值、高挥发分、较低的热稳定性、低燃点等特点[1]。目前褐煤主要用来直接燃烧发电，国内的多家电厂主要以褐煤为燃料。由于褐煤中含有20－50%左右的水分，直接参与燃烧时，会降低燃烧温度，增加排烟热损失，降低锅炉效率，增加煤耗量。本文将研究褐煤水分对燃料热值、烟气量、炉膛温度、排烟热损失、锅炉效率、耗煤量等的影响规律。为褐煤干燥系统的技术经济分析提供依据。

1 褐煤水分对其热值的影响

燃煤锅炉热力计算时用到的燃料热值，是煤的收到基低位热值。煤的收到基低位热值是煤质资料中的重要数据，当煤的水分从Mar1变至Mar2，而其他成分不变时，如以Mar1时煤的热值为基准，则热值的变化率为:

式中，Mar1、Mar1时为煤的收到基水分，%;Qnet，ar2、Qnet，ar1分别为水分Mar1和Mar2时煤的收到基低位热值，kJ/kg。

褐煤的收到基成分为[3]:碳34.65%，氢2.34%，氧10.48%，氮0.57%，硫0.31%，水分34.63%，灰分17.02%;收到基低位热值12288.3 kJ/kg。计算可知，当水分增值55% 时，热值为8459 kJ/kg;当水分降至15% 时，热值为15978 kJ/kg，当水分在15% ～55% 之间变化时，热值变化率见图1。可见，水分增加时，热值呈比例降低。

2 褐煤水分对单位重量燃料燃烧烟气量的影响

烟气量的计算公式为[2]:

式中，Vy、VRO2、V0分别为烟气量、CO2/SO2体积、理论氮气体积、理论水蒸气体积、理论空气量，Nm3/kg，按文献[2]中公式计算;α为过量空气系数。

当煤的水分变化时，煤中其他成分所占份额也随之变化，造成V0、VRO2、、Vy等变化。……