電廠鍋爐混煤燃燒技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及分析

吳越

摘 要：目前我國各類發(fā)電技術(shù)中使用煤炭的比例還較高，為了更好的使用煤炭能源同時(shí)降低對自然環(huán)境的影響，世界各國對于電廠鍋爐混煤燃燒技術(shù)的研究都非常重視。一般來說，燃煤電廠鍋爐是根據(jù)特定煤種進(jìn)行設(shè)計(jì)的。本文研究了我國電廠鍋爐混煤燃燒的三種方式，不同煤種混煤燃燒技術(shù)的應(yīng)用存在的問題，最后根據(jù)我國的當(dāng)前發(fā)展實(shí)際，提出了應(yīng)對不同煤種混煤燃燒技術(shù)的應(yīng)用的問題解決對策。

關(guān)鍵詞：電廠鍋爐；混煤燃燒技術(shù)；應(yīng)用現(xiàn)狀；不足之處

眾所周知，我國的燃煤電廠使用的主要設(shè)備鍋爐是根據(jù)特定的煤炭類別進(jìn)行設(shè)計(jì)使用的。設(shè)計(jì)的煤炭種類決定了燃煤電廠使用的鍋爐的型號、結(jié)構(gòu)、制粉系統(tǒng)等。我國幅員遼闊，產(chǎn)煤地方眾多，地質(zhì)結(jié)構(gòu)差異大，煤炭種類多、煤的質(zhì)量和特性有很大不同，所以電廠在實(shí)際的運(yùn)行中要設(shè)計(jì)完所有種類的煤炭是不可能的。為最大程度的使煤炭電廠的鍋爐可靠、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的運(yùn)行，將不同種類的煤混合摻雜燃燒是目前大部分火電廠的應(yīng)對策略。國內(nèi)外的大量研究和實(shí)踐表明，很多電廠通過使用鍋爐混煤摻燒，讓企業(yè)的利潤得到了提高。

1 電廠鍋爐混煤燃燒的方式

目前我國電廠中的鍋爐使用的混煤無非就是在研磨前進(jìn)行混合以及研磨后的混合兩種，再就是燃燒爐膛外的混合和燃燒爐膛內(nèi)的混合，所以根據(jù)以上歸類就可以得出以下三種混合煤炭燃燒方式。

1.1 爐前摻配，爐內(nèi)混燒

顧名思義就是在進(jìn)入燃煤爐之前將不同的煤炭種類摻雜在一起，然后經(jīng)過粉碎研磨處理后在燃煤爐里一起燃燒。具體就是，幾個(gè)種類的原煤按照一定的比例進(jìn)行摻混并確保均勻，然后放入磨煤機(jī)磨制成粉，最后進(jìn)入燃煤爐燃燒。此種混合煤炭燃燒的方式要求電廠的原料管理水平高、煤炭堆放條件較好，幾種煤炭的可磨性類似或差異不大。[1]該方法基于混煤的著火特性接近于易著火煤種的優(yōu)勢，非常有助于混合煤炭的穩(wěn)定可靠著火燃燒。盡管如此，該種方式也有一定的缺點(diǎn)，原因在于混合煤炭研磨難度大，而且“搶風(fēng)”嚴(yán)重，對燃煤爐的影響較大，最終的煤炭也無法完全燃盡。

1.2 分磨制粉，爐內(nèi)摻燒

這種方法根據(jù)名字就可以得知是將幾種原煤分別磨制成煤粉，再通過不同層的燃燒器進(jìn)入爐膛摻燒。此摻燒方式適用于混煤設(shè)備少、混煤管理無法達(dá)到較高水平的電廠，該方法最好用于煤炭的可磨性差距大的煤種。這種方式避免了混煤燃燒不容易燃盡煤種的缺點(diǎn)，但也存在缺點(diǎn)，即混合煤粉難以點(diǎn)燃或點(diǎn)燃困難。[2]

1.3 分磨制粉，倉內(nèi)摻混，爐內(nèi)混燒

這種方式結(jié)合了前兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，程序更加復(fù)雜。它是將類別不同的原煤送入不同的磨煤機(jī)磨，成為煤粉后在煤粉倉內(nèi)進(jìn)行不同比例的均勻混合，用燃燒器將不同比例均勻混合的煤粉傳送到爐膛。可以看出它是對“分磨制粉，爐內(nèi)摻燒”進(jìn)行了優(yōu)化和提高，避免了混合后的煤炭可磨性類似難磨煤種的缺點(diǎn)，而且煤粉的著火特性接近于易著火煤種，對于采用中間倉儲式制粉系統(tǒng)的電廠鍋爐更為適合。

2 混煤燃燒對鍋爐運(yùn)行的影響

鍋爐是電廠的核心設(shè)備，要充分考慮它的使用壽命、穩(wěn)定性等問題。與傳統(tǒng)的單一煤種燃燒相比，混合煤種在鍋爐內(nèi)燃燒對于鍋爐的影響更大，尤其是煤炭混合后它的的燃料特性、燃燒后產(chǎn)生的灰渣的特性、混合煤炭的易燃燒程度都發(fā)生較大變化，這樣就影響了鍋爐的熱力性能、鍋爐安全可靠運(yùn)行和環(huán)保性能等。

2.1 著火燃燒問題

正如前面所講的，煤炭混合燃燒往往比單一煤炭種類更難以點(diǎn)燃，也就是著火燃燒性能變差。原因在于鍋爐摻燒兩種可磨屬性存在不同的煤種會導(dǎo)致煤粉過粗。當(dāng)鍋爐采用“爐前摻混，爐內(nèi)混燒”方式燃燒混煤時(shí)，容易導(dǎo)致煤粉過細(xì)；難磨煤種會煤粉過粗，最終會出現(xiàn)燃盡率降低，影響鍋爐熱效率；增加磨煤機(jī)煤粉的細(xì)度，難磨煤種可以達(dá)到著火燃燒的細(xì)度要求，但是缺點(diǎn)就是會引起燃燒器噴口的燒損。

對于“分磨制粉，爐內(nèi)摻燒”或“分磨制粉，倉內(nèi)摻混，爐內(nèi)混燒”，燃燒混煤時(shí)，可以通過調(diào)整各磨煤機(jī)的煤粉細(xì)度來達(dá)到不同煤種著火燃燒的需求。若鍋爐燃燒混煤的揮發(fā)分與設(shè)計(jì)煤種差異較大，原有的燃燒器系統(tǒng)可能會對混煤的燃燒產(chǎn)生一定影響。設(shè)計(jì)煤種為揮發(fā)分較低的煤種時(shí)，燃燒器噴口的高寬比較大，以便卷吸較多的高溫?zé)煔猓@取與高溫?zé)煔廨^大的接觸面積，強(qiáng)化著火。當(dāng)鍋爐燃燒揮發(fā)分小于設(shè)計(jì)煤種的混煤時(shí)，過小的燃燒器噴口高寬比會使火焰氣流卷吸高溫?zé)煔獾哪芰ο陆担悍廴急M率降低。

2.2 鍋爐熱力性能的影響

煤炭經(jīng)過混合后會對燃燒鍋爐的熱力產(chǎn)生明顯的影響。首先是混煤的揮發(fā)水分比設(shè)計(jì)煤種高的時(shí)候，就要求用較高的一次風(fēng)率推遲煤粉的著火，目的在于讓燃燒器噴口安全運(yùn)行，這樣做帶來的問題是煤粉著火后的燃燒速度快，強(qiáng)度大，爐膛出口煙溫低，導(dǎo)致鍋爐過熱器欠溫。[3]反之，當(dāng)混煤的水分含量高于設(shè)計(jì)煤種的時(shí)候，混煤的發(fā)熱量低于設(shè)計(jì)煤種，同樣的負(fù)荷下鍋爐消耗的燃煤量就增大，燃燒產(chǎn)生的煙氣量增加，鍋爐對流過熱器和對流再熱器的出口汽溫將會升高。

3 結(jié)語

本文研究了我國電廠鍋爐混煤燃燒的三種方式，不同煤種混煤燃燒技術(shù)的應(yīng)用存在的問題，最后根據(jù)我國的當(dāng)前發(fā)展實(shí)際，提出了應(yīng)對不同煤種混煤燃燒技術(shù)的應(yīng)用的問題解決對策。考慮到本文三種不同的混煤燃燒方式，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)電廠應(yīng)結(jié)合自己工廠的實(shí)際條件，尤其是煤炭存放存儲條件、混煤條件，綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益、電力和煤炭消耗、環(huán)保特性等因素來進(jìn)行恰當(dāng)?shù)幕烀喝紵绞竭x擇。希望本文的研究對于我國電廠實(shí)際運(yùn)行中的煤炭混合燃燒提供借鑒和思考。

參考文獻(xiàn)：

[1]張紹良.電廠鍋爐燃煤摻配技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及分析[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)：學(xué)術(shù)版，2015，34（8）：34-35.

[2]張銳.電廠鍋爐混煤摻燒技術(shù)研究與實(shí)踐[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2017，12（28）：30-31.

[3]解堯，蘇建寧，馬國偉.電站鍋爐混煤燃燒配比試驗(yàn)研究[J].節(jié)能技術(shù)，2016，34（1）：25-28.