電廠鍋爐混煤摻燒技術(shù)研究與實(shí)踐

王偉

摘 要： 當(dāng)前時(shí)期，發(fā)電的形式多種多樣，而在我國火力發(fā)電中鍋爐混煤摻燒技術(shù)的應(yīng)用最為廣泛。為了節(jié)省燃煤，許多火力發(fā)電廠進(jìn)行發(fā)電的時(shí)候，燃料均不運(yùn)用單一的燃煤，而是把各類不同煤炭種類進(jìn)行混合燃燒。這種混煤摻燒技術(shù)可以有效提升燃料的利用率，進(jìn)而節(jié)約成本，提升火力發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益。現(xiàn)簡要分析電廠鍋爐混煤摻燒技術(shù)與實(shí)踐，力求為今后的相關(guān)工作提供可靠的參照。

關(guān)鍵詞：電廠鍋爐 混煤摻燒技術(shù) 實(shí)踐應(yīng)用 特性

中圖分類號：TK229.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）05-0319-01

由于我國電煤供應(yīng)的逐年下降，更多的火力發(fā)電廠進(jìn)行發(fā)電過程中，無法使用設(shè)計(jì)煤種，有些電廠連校核煤種都無法使用。在這樣的大背景下，為了盡可能的確保火力發(fā)電廠運(yùn)行的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性、安全性以及環(huán)保性，混煤摻燒技術(shù)獲得了快速的應(yīng)用和發(fā)展，已經(jīng)變成了火力發(fā)電廠主要的發(fā)電方式[1]。因此，對電廠鍋爐混煤摻燒技術(shù)進(jìn)行研究就變得非常重要，需提高重視程度。

一、電廠鍋爐混煤摻燒特性

1.可磨特性

由于煤質(zhì)之間存在很大的差異性，燃煤的可磨特性同樣會存在差異。部分煤質(zhì)的可磨特性比較相似，而部分煤質(zhì)的可磨特性相差較多。若兩類煤質(zhì)可磨特性比較相似的煤炭進(jìn)行混合，則兩類煤極易有效的進(jìn)行融合。可若兩類煤質(zhì)的可磨特性差別比較嚴(yán)重的煤炭進(jìn)行混合，則混合后的可磨特性與可磨特性較差的煤質(zhì)相似。和可磨特性較高的煤質(zhì)對比，可磨特性較差的煤質(zhì)粒徑要粗一些，燃燒效率也就更低。所以，若要使兩類煤質(zhì)充分燃燒殆盡，則需認(rèn)真考慮可磨特性較差煤質(zhì)的充分燃燒。

2.著火特性

第一，對煤質(zhì)進(jìn)行加熱的時(shí)候，鍋爐內(nèi)的溫度會持續(xù)升高。但溫度提高的階段會出現(xiàn)熱分解反應(yīng)。在進(jìn)行熱分解過程中，煤質(zhì)揮發(fā)成氣體與煤膏。基于實(shí)際情況來分析，熱分解反應(yīng)受到多種因素的作用，最具代表性的就是升溫速度、溫度以及閾能；第二，若煤質(zhì)屬于單一煤炭，則在燃燒過程中會發(fā)生一個(gè)失重速率高峰。可若煤質(zhì)屬于混合類煤炭，則進(jìn)行燃燒過程中會發(fā)生多于兩個(gè)的失重速率高峰。則表示混合煤質(zhì)在燃燒的時(shí)候，可以保證其本身的著火特性。通過實(shí)踐可以發(fā)現(xiàn)，多類型煤質(zhì)摻燒的時(shí)候，各煤質(zhì)的著火點(diǎn)存在差異，高低不同。在摻燒溫度為最低著火點(diǎn)的情況下，則會提升燃燒速度。當(dāng)摻燒溫度為其它煤炭種類著火點(diǎn)的情況下，則會再次提升燃燒速度。

3.燃盡特性

由于各類煤質(zhì)的揮發(fā)分存在很大的差異，部分種類的煤質(zhì)揮發(fā)分相似，部分種類的煤質(zhì)揮發(fā)分之間則有很大的差異。若兩類揮發(fā)分比較相似的煤炭種類進(jìn)行混合燃燒，則他們的燃燒并沒有較大的影響。若兩類揮發(fā)分之間差別很大的煤質(zhì)種類進(jìn)行混合燃燒，他們則會發(fā)生搶風(fēng)問題。搶風(fēng)問題就是兩類煤質(zhì)種類混合燃燒之后，揮發(fā)分較大的煤質(zhì)種類會快速進(jìn)行燃燒，燃燒階段將消耗鍋爐中許多氧氣。揮發(fā)分較小的煤質(zhì)進(jìn)行燃燒階段同樣需消耗許多氧氣，這時(shí)候氧氣稀缺則會造成揮發(fā)分較小的煤質(zhì)點(diǎn)燃時(shí)間提升，且不能充分燃燒殆盡。另外，兩類燃盡特性差別較大的煤質(zhì)進(jìn)行摻燒，對鍋爐的配風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)也設(shè)定了更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)[2]。

二、傳統(tǒng)電廠鍋爐混煤摻燒技術(shù)的特點(diǎn)和問題

1.傳統(tǒng)電廠鍋爐混煤摻燒技術(shù)的特點(diǎn)

傳統(tǒng)混煤摻燒技術(shù)主要在煤質(zhì)燃燒前，把兩類或更多種類的煤質(zhì)按照一定方式實(shí)行混合，把各類煤質(zhì)均勻混合之后開始磨煤環(huán)節(jié)。把混合充分的煤質(zhì)進(jìn)行研磨，變成煤粉之后輸送到鍋爐中實(shí)行燃燒發(fā)電。此類傳統(tǒng)混煤摻燒技術(shù)是在火力發(fā)電廠具備很大存儲場地與混合煤質(zhì)場地的前提下，對可磨特性比較相似的煤質(zhì)在混煤摻燒前混合，對煤粉的著火特性與摻燒階段的穩(wěn)定性有非常關(guān)鍵的作用[3]。

2.電廠鍋爐混煤摻燒技術(shù)的問題

2.1電廠鍋爐的燃燒穩(wěn)定性較差

由于之前長時(shí)間的單一煤炭種類燃燒，火力發(fā)電廠的鍋爐已經(jīng)徹底適應(yīng)了此類單一煤種的燃燒特點(diǎn)可以保證較佳的燃燒發(fā)電狀態(tài)。在采用混煤摻燒技術(shù)之后，若摻燒的混合煤質(zhì)總體燃燒特性很差，則會很大程度導(dǎo)致火力發(fā)電廠鍋爐燃燒穩(wěn)定性下降。不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)比單一煤種燃燒的穩(wěn)定性更差，還會導(dǎo)致電廠鍋爐出現(xiàn)滅火問題。造成該問題的主要因素就是摻燒的混合煤質(zhì)熱分解作用的時(shí)間太多，煤質(zhì)不容易著火，致使混煤摻燒的著火點(diǎn)提升，所以需較多的熱能方可達(dá)到燃燒要求。混煤摻燒技術(shù)的燃燒穩(wěn)定性較差，會造成實(shí)際應(yīng)用過程中很難滿足預(yù)期的燃燒效率，并對火電廠鍋爐的運(yùn)行效率產(chǎn)生不良影響。

2.2一次風(fēng)管極易出現(xiàn)阻塞

因煤炭燃燒的發(fā)熱量較低，生成的煤灰更多，正是混煤摻燒現(xiàn)實(shí)運(yùn)用階段相對多見的一類缺陷。火力發(fā)電廠鍋爐混煤摻燒階段，若出現(xiàn)此類缺陷，必定會很大程度對煤粉的燃燒效果產(chǎn)生影響，且會對一次風(fēng)管產(chǎn)生很大的阻礙，造成一次風(fēng)管的下風(fēng)管正壓值顯著升高。如果一次風(fēng)管的下風(fēng)管正壓值超出額定值，非常容易造成風(fēng)管阻塞問題，進(jìn)而對鍋爐通風(fēng)順暢產(chǎn)生很大影響，導(dǎo)致混煤摻燒效果較差，發(fā)熱率不能滿足標(biāo)準(zhǔn)，最終影響發(fā)電成效[4]。

三、新型電廠鍋爐混煤摻燒技術(shù)研究和實(shí)踐應(yīng)用

為了切實(shí)消除傳統(tǒng)電廠鍋爐混煤摻燒技術(shù)的各類問題，大唐琿春電廠的科研人員通過長期的研發(fā)，得到了幾類新型電廠鍋爐混煤摻燒技術(shù)，且列舉了分磨制粉的煤質(zhì)加工模式。當(dāng)前，應(yīng)用相對廣泛的新型電廠鍋爐混煤摻燒技術(shù)有兩種，以下為具體的研究分析。

1.“分磨制粉，爐內(nèi)摻燒”混煤摻燒技術(shù)的分析與實(shí)踐應(yīng)用

若火力發(fā)電廠的制粉方式為直吹式制粉模式，則混煤方式可以將煤炭種類不同的煤質(zhì)添加到不同的磨煤設(shè)備內(nèi)實(shí)行對應(yīng)的研磨。由于這種方式為分離研磨，因此，可以基于煤炭種類研磨性的差別，選擇適宜的研磨時(shí)間。能夠保證研磨的煤粉總體上質(zhì)地均勻，借助鍋爐一次風(fēng)管把研磨完畢的煤粉吹進(jìn)鍋爐內(nèi)開始摻燒。這種方式節(jié)約了煤粉進(jìn)入電廠鍋爐之前的混合時(shí)間，并且節(jié)約了混合場地和人力，消除了煤粉質(zhì)地不均勻的缺陷，確保燃煤燃燒階段的穩(wěn)定，提升了煤粉的燃燒效率。若火力發(fā)電廠的制粉模式為倉儲式制粉模式，則混煤模式為：應(yīng)用不同磨煤設(shè)備對不同煤質(zhì)進(jìn)行研磨之后，放到相應(yīng)的儲粉倉中，通過儲粉倉把煤粉傳輸?shù)较鄳?yīng)的燃燒機(jī)噴口，煤粉則會在燃燒階段進(jìn)行充分的混合。此類混煤模式的優(yōu)勢為：煤質(zhì)能夠被傳輸?shù)较鄳?yīng)的溫度區(qū)，電廠鍋爐中的燃燒條件能夠獲得有效的改善。比如，高熱負(fù)荷區(qū)的燃燒機(jī)更加適宜燃燒不容易凝結(jié)的煤質(zhì)。應(yīng)用新型“分磨制粉、爐內(nèi)摻燒”的混煤燃燒模式之后，能夠切實(shí)消除勞動(dòng)力不足的問題，降低煤灰與爐渣中的碳含量，確保設(shè)備工作穩(wěn)定性與煤粉燃燒的高效性。

2.“分磨制粉、倉內(nèi)摻混、爐內(nèi)燃燒”混煤摻燒技術(shù)的分析與實(shí)踐應(yīng)用

此類混煤摻燒技術(shù)要在儲粉倉中混合，因此，只能在倉儲式制粉模式中應(yīng)用。這種技術(shù)的操作方式為：倉儲式制粉模式的磨粉設(shè)備首先把選好的煤種進(jìn)行充分研磨，將煤粉傳輸?shù)较嗤姆蹅}中，之后在儲粉倉中進(jìn)行混合，混合完成之后送到燃燒機(jī)中。應(yīng)用此類混煤摻燒模式，一方面消除了燃盡特性和難燃煤種相似煤質(zhì)難以燃燒缺陷，另一方面充分發(fā)揮了著火特性和易著火煤種相似的優(yōu)勢。還可以有效消除煤灰和爐渣中的碳含量。此類混煤摻燒技術(shù)在許多火力發(fā)電廠中獲得應(yīng)用，效果顯著[5]。

總結(jié)：綜上所述，火力發(fā)電廠鍋爐燃煤依然是發(fā)電的主要方式，能源節(jié)約同樣是一項(xiàng)緊迫的工作。因此，火電廠需切實(shí)提升煤炭的利用率。進(jìn)行鍋爐混煤階段基于煤質(zhì)的可磨特性、著火特性以及燃盡特性進(jìn)行分析，以選擇科學(xué)合理的混煤摻燒方式，進(jìn)而提升煤炭的利用率，節(jié)約資源能源。最終提升火力發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益，并為我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的有效施行提供一份助力。

參考文獻(xiàn)

[1]孫煜.電廠鍋爐混煤摻燒技術(shù)應(yīng)用[J].電工文摘.2015（05）：68-70.

[2]陳國棟；袁益超；王波.電廠鍋爐混煤燃燒技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及分析[J].鍋爐技術(shù).2014（05）：53-57.

[3]毛曉飛；吳英；曾過房，等.700MW機(jī)組鍋爐混煤摻燒試驗(yàn)研究[J].熱力發(fā)電.2014（05）：69-74.

[4]王文歡；潘秉超；王愛晨，等.燃煤鍋爐摻燒褐煤的經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保特性分析[J].鍋爐技術(shù).2014（02）：67-71.

[5]劉發(fā)圣；談紫星；桂良明，等.大型電站鍋爐混煤摻燒試驗(yàn)研究[J].發(fā)電設(shè)備.2015（04）：248-251，260.