如何在發(fā)電中實現(xiàn)低熱值煤的綜合應用

■李飛谷 吳家文 廖幫貴 朱峰波 柳勇

（畢節(jié)市煤礦勘測設計院 貴州畢節(jié) 551700）

如何在發(fā)電中實現(xiàn)低熱值煤的綜合應用

■李飛谷 吳家文 廖幫貴 朱峰波 柳勇

（畢節(jié)市煤礦勘測設計院 貴州畢節(jié) 551700）

低熱值煤一般指煤泥、煤矸石和泥中碳等，這些工業(yè)廢料特別是煤矸石的大量排放帶來了很多問題，無論是對土地資源的浪費還是對于環(huán)境的污染，我國近兩年也開始了對于煤矸石的處理工作，但是絕大部分的利用方式過程中的附加值都比較低，對于煤矸石等低熱值煤在發(fā)電中的綜合應用無疑是最具前景的，本文結(jié)合循環(huán)硫化床燃燒技術(shù)，實現(xiàn)煤矸石的在發(fā)電中的綜合利用。

低熱值煤煤矸石循環(huán)硫化床燃燒技術(shù)火電站供暖體系

1 循環(huán)流化床鍋爐的技術(shù)特點

由于低熱值煤的含碳量少，所以需要高濃度的原料，因此在循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)部的燃料濃度比一般的煤粉爐都高，由于分離器的存在，大量的顆粒在循環(huán)回路中獲得反復的燃燒，由于灼熱床料也使得燃燒過程比較比較穩(wěn)定，幾乎可以燃燒所有的低熱值煤（貧煤、煙煤、煤矸石、是有焦等）都能獲得充分持續(xù)的燃燒，而且基于環(huán)境的需求，循環(huán)流化床鍋爐對于二氧化硫的脫出率也比較高，比較容易達到環(huán)保的要求，這些技術(shù)上的優(yōu)點對于低熱值煤的利用是明顯的，國內(nèi)的很多火力發(fā)電廠都加大了循環(huán)流化床鍋爐的建設力度，由于燃料成本較低，加上國家政策的扶持，能最大程度上保證企業(yè)的經(jīng)濟效益。

2 低熱值煤在發(fā)電領(lǐng)域的綜合應用

首先是技術(shù)優(yōu)勢，我國粗放式經(jīng)濟增長模式給我國環(huán)境造成了非常大的危害，基于我國的上下游產(chǎn)業(yè)政策和宏觀能源政策的角度出發(fā)，國家能源局頒布了相關(guān)的規(guī)定，明確了低熱值煤在發(fā)電中的應用的重要意義，以及其重要的指導思想。低熱值煤在發(fā)電領(lǐng)域的潛在問題主要變現(xiàn)在，常規(guī)的摻燒低熱值煤在循環(huán)流化床鍋爐應用于發(fā)電領(lǐng)域有著一定的局限性，所以燃燒的過程中需要參入一部分的優(yōu)質(zhì)煤，這在一定程度上削弱了其經(jīng)濟性，但是過度的摻入低熱值煤又會產(chǎn)生一系列的問題，首先會增大循環(huán)流化床鍋爐灰渣量，對于渣的冷卻和傳輸過程造成了一定的阻礙，其次會加快鍋爐受熱面的老化，降低鍋爐的安全性。

3 低熱值煤應用于發(fā)電的技術(shù)可行性分析

3.1 外置床的設計

首先從設計的經(jīng)濟效益來看，國內(nèi)的循環(huán)流化床鍋爐大多數(shù)并不設置外置床，但是基于低熱值煤的燃燒特點，外置床的加入是必須的，它能擴大調(diào)節(jié)內(nèi)部氣溫和床溫的調(diào)節(jié)范圍。我國早期的外置床技術(shù)是國外引進來的，該技術(shù)的閥體和爆管問題頻發(fā)，我國國產(chǎn)外置技術(shù)已經(jīng)相當?shù)某墒炜煽?。而別是江西省我國首臺210MW和330MW循環(huán)流化床鍋爐的投入使用，表現(xiàn)了其在外置床技術(shù)的成熟。

3.2 水冷壁磨損控制

水冷壁磨損是燃燒低熱值煤普遍存在的問題，為了避免磨損現(xiàn)象的發(fā)生，目前普遍采取的做法是額外的安裝一個主動多階式爐內(nèi)防磨器，該裝置的設置方式要沿著爐膛水冷卻壁的高度從一定的間距布置。這種裝置能夠有效的減緩爐膛貼壁流的速度和內(nèi)部顆粒物的濃度，在防磨方面的作用非常明顯，而且安裝簡單，不需要對現(xiàn)有的設備進行較大的改造。

3.3 低渣冷卻

低渣的冷卻和排放控制是威脅循環(huán)流化床鍋爐安全穩(wěn)定性的主要原因，目前的滾筒式冷渣器的冷卻效果一般，由于對于熱量的回收能力較弱，冷源的熱損失非常大，因此采取新型冷渣器就成了耽誤之急，新型的冷渣器充分的考慮到了低熱值煤的燃燒特點，適用性相對較強，水冷過程中的磨損程度更小，對于低熱值煤的利用也更加的充分，同時也能提高鍋爐的利用效率。而且這種新型的硫化床是冷渣器的安全性能較高，還能能提高對熱量的利用效率。

3.4 燃燒中心區(qū)域氧控制

隨著循環(huán)流化床鍋爐的容積的不斷擴大，內(nèi)部的面積也隨之增加，導致了中心區(qū)域的氧氣控制遇到了障礙，二次風噴口無法達到循環(huán)流化床鍋爐的中心區(qū)域，從而使得低熱值煤的顆粒得不到充分的燃燒，所以對于中心區(qū)域的氧控制是技術(shù)難點，為了改善這一狀況，一般采用的是降低爐膛寬度，或者增加二次風的流動強度，實現(xiàn)對于中心區(qū)域的氧氣控制。

4 發(fā)電中低熱值煤產(chǎn)生的余溫的利用

由于煤矸石等低熱值煤的含碳量較少，因此引入了循環(huán)流化床鍋爐來保證低熱值煤的充分燃燒，并用于發(fā)電，這個能量轉(zhuǎn)換的過程中實際上存在著大量的熱量消耗，特別是循環(huán)流化床鍋爐的凝汽器的熱量損失嚴重，如果能夠利用循環(huán)冷卻水的余熱用于區(qū)域供暖的話能夠?qū)τ诘蜔嶂得旱臒崃康玫礁映浞值睦谩榇宋覀兘梃b了很多國外的先進技術(shù)，特別是對于循環(huán)流化床鍋爐的循環(huán)水系統(tǒng)的改造，對于低熱值煤發(fā)電使用的循環(huán)流化床鍋爐進行了改造，并且對于煤矸石等低熱值煤的燃燒發(fā)電過程中的熱量進行了模擬計算，通過計算我們知道了低熱值煤在整個能量轉(zhuǎn)換過程中損失的熱量能夠保證供暖系統(tǒng)的能量要求，在循環(huán)流化床鍋爐中引入的供暖系統(tǒng)的供暖循環(huán)水出水口的溫度經(jīng)過測試基本達到供暖的要求，并且整個系統(tǒng)的設計并不影響低熱值煤發(fā)展的流程。驗證了煤矸石等低熱值煤利用循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)用于發(fā)電是可行的，而且引入供暖系統(tǒng)也是可行的。

通過對地熱煤發(fā)電的綜合應用，以及使用循環(huán)流化床鍋爐對地熱煤的發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)分析，我們確定了低熱煤被應用發(fā)電的技術(shù)可行性，鑒于我國數(shù)量龐大的低熱值煤，大力開展低熱值煤發(fā)電是完全可行的。

5 結(jié)語

本文就低熱值煤應用于發(fā)電做出了詳細的闡述，對于循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)和低熱值煤用于發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)進行的探討，分析了低熱值煤大力的發(fā)展的可行性，并且對于大力發(fā)展低熱值煤發(fā)電技術(shù)過程中產(chǎn)生的余溫問題做出了簡要的概述，對于我國低熱值煤在發(fā)電中的綜合應用有一定的參考意義。

畢節(jié)市科技計劃項目研究成果--項目編號：畢科合字【2014】33號

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P2[文獻碼]B

1000-405X（2015）-11-377-1

李飛谷，女，本科，副高。