锅炉燃煤添加节煤剂试验总结

王洪记

(兖矿集团有限公司煤化分公司 山东邹城 273500)



锅炉燃煤添加节煤剂试验总结

王洪记

(兖矿集团有限公司煤化分公司 山东邹城 273500)

介绍了节煤剂的相关特性及其在130 t/h循环流化床锅炉中的试验情况。试验结果表明：在锅炉运行负荷和煤质稳定的工况下，节煤剂具有一定的节煤效果，但由于其价格较高，不一定有较好的经济效益；在锅炉运行负荷和煤质不稳定的工况下，添加节煤剂没有经济效益。

锅炉 燃煤 节煤剂 试验

0 前言

煤的燃烧是一个吸热和放热的过程，煤实际被利用的热量等于煤燃烧所放出的热量减去煤燃烧所需的活化能(即达到燃烧所需吸收的热量)，因此，如果能够设法降低煤燃烧所需的活化能，就相当于提高了煤的发热量，从而可降低燃煤消耗。节煤剂是以降低煤炭燃烧的活化能为切入点，以提高煤的综合燃烧性能和降低燃煤消耗为目的。为寻求节能降耗的有效途径，兖矿集团有限公司煤化分公司于2013年对某公司提供的节煤剂进行了现场试验，以验证其承诺的节能降耗效果。

1 节煤剂的有关特性

1.1 安全性

该节煤剂由催化剂、助催化剂、渗透剂、洁净剂、分散剂、稳定剂等成分综合配制而成，为水溶性、不挥发(不包括水分挥发)、无毒、无腐蚀性、非易燃易爆品，对锅炉设备不产生腐蚀作用，对人体也不会造成伤害。

1.2 节煤原理及节煤效果

通过高温催化作用降低煤的着火点，减少煤燃烧的内耗，提高发热量，缩短煤的燃尽时间，促进煤的充分燃烧和利用率，使锅炉出力增加，进而提高锅炉效率。节煤剂生产企业承诺其节煤率不低于(6±1)%。

1.3 使用方法

节煤剂与燃煤按质量比1∶3 000的比例添加，即1 t节煤剂原液可用于约3 000 t燃煤。使用时，为使节煤剂添加均匀，根据煤的不同含水量，向节煤剂原液中加入一定量的水，在输送煤的皮带输送机上加装设施喷洒在燃煤上即可。

2 试验情况

本试验由节煤剂生产企业免费提供节煤剂及添加节煤剂所需的相关设备，兖矿集团有限公司煤化分公司负责试验用燃煤和锅炉运行操作，双方共同记录试验数据并进行相应的分析整理。

2.1 试验时间安排

试验安排在130 t/h循环流化床锅炉上进行，试验时间共11 d，即空白期5 d、过渡期1 d、加剂期5 d。具体试验时间为：2013年10月28日10:00至11月2日10:00为空白期，其运行情况作为试验加剂的参考基准；11月2日10:00至11月3日10:00为过渡期，即开始添加节煤剂；11月3日10:00至11月8日10:00为加剂期。

2.2 试验期间锅炉运行负荷

试验期间，空白期锅炉平均产蒸汽80.39 t/h；11月2日至5日，因化工生产系统用汽量波动，锅炉负荷随之调整，锅炉平均产蒸汽76.52 t/h；11月5日10:00至11月6日10:00，锅炉平均产蒸汽81.63 t/h；11月6日10:00至11月7日10:00，锅炉平均产蒸汽83.20 t/h；11月7日10:00至11月 8日10:00，锅炉平均产蒸汽83.58 t/h。

2.3 试验所用煤质

因进公司的同一批煤的极限量约3 100 t，不能满足11 d试验用煤量要求。10月28日至11月6日15:00为同一批煤，11月6日15:00至11月8日10:00供应同一矿点类似煤种继续试验，此期间煤质分析改为每天分析1次综合样。

2.4 试验用节煤剂配比

试验用节煤剂与燃煤实际质量配比为1∶2 877。为使节煤剂与燃煤结合更均匀，使用前将节煤剂原液加新鲜水稀释，根据燃煤的含水量，按照原液∶水=1∶5～1∶8的质量比进行稀释。添加经稀释的节煤剂的入炉煤含水质量分数变化范围为0.2%～0.3%，按试验后含水质量分数增加0.2%计。经稀释的节煤剂通过雾化喷头雾化后，均匀喷洒在皮带输送机的燃煤上，喷洒量根据输送的燃煤量进行调节。

2.5 煤质取样及分析

煤样经粉碎、搅拌均匀后，分析其热值和水含量，以试验用煤热值分析结果的平均值折算为标煤后，计算空白期和加剂期吨蒸汽耗标煤量。

3 试验结果及分析

3.1 数据取值说明

计量表读数包括蒸汽产量和耗煤量，分析数据包括煤的热值和水分含量。标煤热值为29 308 kJ/kg，节煤剂价格60 000元/t，燃煤价格520元/t。计算实际煤耗时，加剂后的煤耗扣除因添加节煤剂增加的水分(质量分数0.2%)；不同批次的煤含水量不同，按水分含量分析数据折算扣除。

3.2 计算公式

(1)按吨蒸汽标煤耗计算节煤率：

P=(A0-A加)÷A0×100%

式中：P——节煤率，%；

A0——空白期吨蒸汽标煤耗，kgce/t；

A加——加剂期吨蒸汽标煤耗，kgce/t。

按上式计算，若P>0，表示节煤；若P<0，表示不节煤。

(2)按节煤率计算节煤量：

C节=C耗×P

式中：C节——节煤量，t；

C耗——加剂期煤耗，t。

(3)试验消耗费用仅计算节煤剂费用，不计算为试验准备煤的倒运、调整锅炉负荷等费用损失，即：

Q=C节×M-C剂×C价

式中：Q——节煤费，元；

M——燃煤价格，元/t；

C剂——节煤剂消耗量，t；

C价——节煤剂价格，元/t。

3.3 试验结果

锅炉燃煤添加节煤剂的试验数据汇总如表1所示。

由表1并结合上述公式计算可知：①2013年11月2日至11月5日，因生产系统用汽量波动，锅炉出现间断低负荷运行，平均产蒸汽较空白期下降3.87 t/h，平均节煤率为-4.89%，即非但不节煤，煤耗反而升高。②2013年11月5日至11月8日，锅炉平均产蒸汽较空白期分别提高1.24，2.81和3.19 t/h，锅炉节煤率分别为6.05%，3.76%和7.92%，即加节煤剂后有明显的

表1 锅炉燃煤添加节煤剂的试验数据汇总

项 目2013-10-28至2013-11-022013-11-02至2013-11-052013-11-05至2013-11-062013-11-06至2013-11-072013-11-07至2013-11-08蒸汽产量/t9646.835509.561959.061996.752005.95耗煤量/t1544.6927.2295.3337.6310.1煤含水质量分数/%8.488.488.488.2210.18煤热值/(kJ·kg-1)2236622366223662037321742折标煤/tce1178.75706.17224.90234.82225.69吨蒸汽耗标煤/kgce122.19128.17114.80117.60112.51节煤率/%-4.896.053.767.92锅炉平均产蒸汽/(t·h-1)80.3976.5281.6383.2083.58蒸汽产量比较说明较空白期低较空白期高较空白期高较空白期高

注：1)添加经稀释的节煤剂后，按试验后水分质量分数增加0.2%计。

节煤效果；但由于此期间锅炉运行负荷比空白期高，煤耗降低应同时有锅炉负荷提高的因素。③加节煤剂试验期间，共消耗节煤剂0.65 t，节煤剂成本为39 000元；添加节煤剂期间共消耗燃煤1 870.2 t，累计节煤量为9.78 t，节煤费用约5 086元，即添加节煤剂试验期间的运行成本增加33 914元，没有经济效益。如果只计算后3天的经济效益，则节煤剂成本19 800元，3天累计节煤量55.12 t，节煤费用约28 662元，即后3天试验期间的运行成本降低8 862元，有较好的经济效益。

3.4 对试验结果的修正

为消除因锅炉负荷提高而使煤耗降低的影响，以便于准确判断节煤剂的节煤效果，兖矿集团有限公司煤化分公司从已有锅炉运行数据中选择了与加剂试验期锅炉负荷相对应的空白数据进行了有针对性的比较(表2)。

表2 与加剂试验期锅炉运行负荷相对应的空白数据比较

项 目2013-11-102013-10-312013-10-282013-10-29蒸汽产量/t615652665670耗煤量/t103.0102.6101.6100.1煤含水质量分数/%8.008.488.488.48煤热值/(kJ·kg-1)21353223662236622366折标煤/tce75.4078.3077.5476.39吨蒸汽耗标煤/kgce122.60120.10116.60114.01节煤率/%-4.544.41-0.861.32锅炉平均产蒸汽/(t·h-1)76.8881.5083.1383.75比较说明 与2013年11月2日至5日加剂期平均负荷相近,同等负荷下加剂期煤耗不降反升,与加剂期锅炉负荷波动、煤质变化有关 与2013年11月5日至6日加剂期平均负荷相近,同等负荷下加剂期实际节煤率4.41% 与2013年11月6日至7日加剂期平均负荷相近,同等负荷下加剂期节煤效果不明显,与加剂期煤质变化有关 与2013年11月7日至8日加剂期平均负荷相近,同等负荷下加剂期节煤效果不明显,与加剂期煤质变化有关

注：1)已有锅炉运行数据每天均按运行8 h计。

由表2并结合上述公式计算可知：①选择与表1中加剂试验期锅炉运行负荷相对应的空白数据对比，在煤质、负荷稳定的情况下，加入节煤剂有节煤效果；在煤质、负荷波动时，加入节煤剂没有节煤效果或节煤效果不明显。②如果按表2的节煤率计算，整个加节煤剂试验期间节煤量为-27.88 t，即并不节煤；如果只计算后3天的经济效益，累计节煤14.21 t，节煤费用7 342元左右，消耗节煤剂成本19 800元，则锅炉实际运行成本增加12 458元，没有经济效益；如果单独计算锅炉运行负荷相当、使用同一煤质的情况，即2013年10月31日与2013年11月5日至6日进行比较，日节煤量13.02 t，节煤费用约6 770元，消耗节煤剂成本6 000元，日运行成本降低770元，有一定的经济效益。

4 结语

锅炉运行负荷波动时，蒸汽煤耗增加，节煤剂没有节煤效果。对运行负荷、燃用煤质较为稳定的工况，节煤剂能起到一定节煤效果；但由于节煤剂价格较高，不一定有较好的经济效益。

化工锅炉是为化工生产装置运行服务的，运行负荷应根据化工系统生产情况随时进行调整，且燃煤煤质波动相对较为频繁，此种情况下使用节煤剂没有经济效益。

Sum- Up of Experiment on Adding Coal- Saving Agent to Boiler Fire Coal

WANG Hongji

(Coal Chemical Branch of Yancon Group Co., Ltd. Shandong Zoucheng 273500)

An introduction is given of the related characteristics of coal-saving agent and the experimental conditions of 130 t/h circulating fluidized bed boiler with the agent. Experiment results show that under operating conditions of stable boiler operation load and coal quality, the coal-saving agent possesses certain coal saving effects, however, because of its higher price, there is no economic benefit necessarily; while under operating conditions of unstable boiler operation load and coal quality, adding coal-saving agent has no economic benefit.

boiler fire coal coal- saving agent experiment

王洪记(1969—)，男，硕士，高级工程师，长期从事煤化工生产技术管理及技术开发研究工作；wahoji1969@163.com。

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1006- 7779(2016)05- 0061- 03

2014- 02- 13)