摻配煤技術(shù)在火力發(fā)電廠鍋爐燃燒中的應(yīng)用探討

眭永濤

摘 要：社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開電力的支持，就目前來看，我國對于電力的需求越來越高，而為了滿足人們?nèi)粘Ｉ钌a(chǎn)對于電力的需要，國家也在大力推廣電力項(xiàng)目的建設(shè)。火力發(fā)電廠為了節(jié)約煤炭資源，同時(shí)也是為了能夠使煤炭資源的利用率能夠達(dá)到最高，很多采取了摻配煤技術(shù)來提高煤炭在鍋爐中的燃燒效率。文章主要就摻配煤技術(shù)應(yīng)用的必要和意義、在混合摻配時(shí)需要考慮的煤種特性以及傳統(tǒng)摻配煤技術(shù)的不足進(jìn)行分析，并且提出火力發(fā)電廠在使用摻配煤技術(shù)時(shí)的幾點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞：摻配煤技術(shù)；火力發(fā)電廠；鍋爐燃燒；應(yīng)用；探討

中圖分類號：TM621.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）15-0048-02

伴隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，經(jīng)濟(jì)水平也在逐漸的提高，人們對生活質(zhì)量的要求也越來越高。而要保證我國國民的生活質(zhì)量，首當(dāng)其中的，就是要保證電力的正常供應(yīng)。根據(jù)BP公司發(fā)布的《世界能源統(tǒng)計(jì)評述》來看，在2009～2014年這幾年間，全球的電力消費(fèi)總量增加了17%，美國的電力消費(fèi)只增加了4%，而我國則在這短短幾年間增加了52%。而之所以我國的電力消費(fèi)會有如此大的提升，除去我國這幾年經(jīng)濟(jì)高速騰飛以外，也與我國電力項(xiàng)目發(fā)展迅猛有著極大的關(guān)系。從2002年的電力體制改革開始，我國的發(fā)電裝機(jī)容量就在不斷地增加，凈增規(guī)模已經(jīng)超過了10億kW。2011年，我國的發(fā)電量達(dá)到4 713 TWh，超過美國成為全球最大的電力生產(chǎn)國。而到了2015年，全國6 000 kW以上包括6 000 kW的電廠發(fā)電裝機(jī)容量已經(jīng)超過了14億kW，年均增長達(dá)8.5%。而在這其中，雖然由于新能源不斷地開發(fā)利用，火力發(fā)電的占比有所減少，但是仍然在65%以上，火力發(fā)電依然是我國電力行業(yè)中最為重要的一部分。

1 加強(qiáng)摻配煤技術(shù)在火力發(fā)電廠鍋爐燃燒應(yīng)用的 意義

在火力發(fā)電中，煤炭的使用占據(jù)了火力發(fā)電成本的70%。而就目前我國的情況來看，我國的煤炭生產(chǎn)量雖然位居世界第一，但是我國的煤炭消費(fèi)量同樣的在世界上排名前列。在2014年的時(shí)候，全球煤炭產(chǎn)量為81.65億t，而我國的煤炭產(chǎn)量就達(dá)到了38.74億t，占比全球煤炭產(chǎn)量的47.45%。

與此同時(shí)，在2014年時(shí)，我國的煤炭消費(fèi)量為35.1億t，占據(jù)全球煤炭消費(fèi)總量的50.55%。雖然從數(shù)據(jù)上來看，我國的煤炭行業(yè)正處在一個生機(jī)勃勃的時(shí)候。但需要注意的是，雖然我國的煤炭資源十分豐富，但是其分布卻極度的不均衡。

現(xiàn)在我國的煤炭資源主要是集中在北方的大興安嶺-太行山與賀蘭山地區(qū)，以及南方的云貴、四川地區(qū)。大興安嶺-太行山與賀蘭山地區(qū)主要囊括了內(nèi)蒙古、山西、陜西、寧夏、甘肅、河南全境或者大部分區(qū)域，其煤炭資源量約占全國的煤炭資源量50%左右。而云貴、四川這三省的煤炭資源量雖然不如北方的豐富，但是也占據(jù)了我國南方煤炭資源量的91.47%。不過云貴、四川地屬偏遠(yuǎn)，煤炭主要消耗地又是集中在發(fā)達(dá)的東部和南部的沿海地區(qū)，由于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及社會建設(shè)的不斷加快，其對煤炭的需求也越來越大，往往需要采取北煤南運(yùn)或者西煤東運(yùn)的方法才能滿足東部和南部沿海地區(qū)的需求。但是，北煤南運(yùn)以及西煤東運(yùn)的運(yùn)輸成本較高，并且，一旦中途出了任何的意外，所需用煤無法及時(shí)抵達(dá)的話，就很容易造成當(dāng)?shù)厥袌雒禾抠Y源匱乏，進(jìn)而影響當(dāng)?shù)孛禾績r(jià)格，導(dǎo)致價(jià)格飆升，整個煤炭市場紊亂。

為了改善并解決由于當(dāng)?shù)孛禾抠Y源匱乏所可能對企業(yè)帶來的不良影響，許多火力發(fā)電廠采取了在鍋爐燃燒時(shí)不再使用單一設(shè)計(jì)的煤種，而是使用混煤來進(jìn)行燃燒，這也就是筆者今天要探討的摻配煤技術(shù)。

如果能夠科學(xué)合理的使用摻配煤技術(shù)，不僅能夠保證鍋爐燃燒時(shí)的高效和穩(wěn)定，同時(shí)，結(jié)合不同煤種的特性，還可以摻燒一定量的劣質(zhì)煤，大大提高了煤炭資源的利用率。而由于摻配煤技術(shù)是采取結(jié)合不同煤種的方法，也可以讓火力發(fā)電廠擺脫以往對于單一煤種的依賴，讓火力發(fā)電廠擁有更多的主動權(quán)。

在摻配煤技術(shù)中，需要的是通過不斷地優(yōu)化不同煤種的配比，在提高燃燒的效率的同時(shí)，也需要注意適應(yīng)鍋爐設(shè)計(jì)的問題。比如在火力發(fā)電廠中，爐膛結(jié)渣是一個十分常見的行業(yè)問題，然而此問題會對鍋爐幾組產(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患。而摻配煤技術(shù)可以通過對不同煤種的選擇和配比，來很好的緩解這一問題。

最后，眾所周知，在火力發(fā)電廠燃燒的時(shí)候，不可避免的會產(chǎn)生大量的粉塵、SOX和NOX等一系列的污染物，對周邊的環(huán)境產(chǎn)生極為惡劣的影響。而使用摻配煤技術(shù)，通過選取和配比，還可以有效地降低污染物的排放，減少對周邊的環(huán)境污染。

2 摻配煤特性的分析

從上文來看，我們可以看出，摻配煤技術(shù)的應(yīng)用能夠?yàn)榛鹆Πl(fā)電廠的鍋爐燃燒提供更大的幫助。然而，摻配煤技術(shù)雖然從操作的方法上來看極為簡單，就是將不同的煤種進(jìn)行挑選，混合配比后再一起投入到鍋爐中進(jìn)行燃燒使用。但是，在實(shí)際的應(yīng)用過程中，則需要十分了解和清楚不同煤種的燃燒特性，這樣才能知道煤種之間的最佳的摻配設(shè)計(jì)和混合比例，以此來保證混合煤的燃燒特性，使其能夠在鍋爐燃燒中達(dá)到最大的燃燒效率。而怎樣的燃燒特性才能在燃燒時(shí)達(dá)到我們想要的效果呢，主要是參考以下幾種特性。

2.1 統(tǒng)一的可磨特性

混合煤的可磨特性指的就是摻配的兩種或者多種煤種，在進(jìn)行研磨之后的研磨效果。

眾所周知，在火力發(fā)電廠中，為了能夠讓煤炭進(jìn)行充分的燃燒，一般會先將煤炭進(jìn)行研磨至粉末狀后，才將煤炭粉末投入到鍋爐中進(jìn)行燃燒。在大力推廣摻配煤技術(shù)后，混合煤的燃燒同樣也需要將煤炭研磨成粉末才能進(jìn)行燃燒。但需要注意的是，并不是所有的煤種其研磨后的研磨效果都相同，不同煤種間研磨的顆粒也存在著大小的差異。因此，在選擇煤種進(jìn)行摻配的時(shí)候，一定要考慮到不同煤種的可磨特性，這樣才能保證煤炭的充分燃燒。否則很有可能就會出現(xiàn)，顆粒大小不一樣的煤種在鍋爐中進(jìn)行燃燒后，有一部分大顆粒的粉末無法充分燃燒，導(dǎo)致煤炭的燃燒利用率大打折扣，違背了采取摻配煤技術(shù)的初衷。

2.2 統(tǒng)一的著火特性

不同的煤種之間其著火特性有著區(qū)別，在煤炭燃燒的環(huán)境中，只有當(dāng)氧氣充足，并且溫度足夠達(dá)到煤炭的著火點(diǎn)，才能使煤炭發(fā)生熱分解反應(yīng)，產(chǎn)生熱能。然而，不同的煤種其著火點(diǎn)不同，因此，在摻配不同煤種時(shí)，也一定要注意摻配煤的著火點(diǎn)。這是因?yàn)?，即便是處于在混合煤的情況下，不同煤種的著火特性也還是獨(dú)立保持著。在鍋爐燃燒的時(shí)候，著火點(diǎn)低的煤種會先開始燃燒，然后在先一種燃燒的煤中產(chǎn)生了熱能，使鍋爐內(nèi)的溫度達(dá)到難然后煤種的著火溫度時(shí)，后一種煤種才會開始燃燒。這樣一來就極大的影響了鍋爐的燃燒效率，因此，在選擇不同煤種進(jìn)行混合摻配的時(shí)候，最好要選擇著火特性相近的煤種，這樣才能保證煤炭的燃燒效率。

2.3 統(tǒng)一的燃盡特性

我們都知道，煤炭在燃燒過程中，需要大量的氧氣支持。而在火力發(fā)電廠的鍋爐燃燒中，如果使用的是混合煤，而這兩種混合煤的燃盡特性相差較大的時(shí)候就會發(fā)生一件事，那就是混合煤的整體燃盡特性會更加接近難燃盡煤種的燃盡特性。這是因?yàn)榛旌厦涸谶M(jìn)行燃燒的過程中，易于揮發(fā)的煤種會先一步消耗鍋爐內(nèi)的氧氣，使得難燃盡煤種在燃燒的過程中出現(xiàn)缺氧的狀況，這樣一來不僅不易于難燃盡煤種的燃燒，使其燃燒的時(shí)間加長，更加影響混合煤的燃燒效果。因此，在進(jìn)行摻配混合的時(shí)候，一定要考慮不同煤種的燃盡特性，使其燃盡特性盡量達(dá)到統(tǒng)一。

3 傳統(tǒng)摻配煤技術(shù)的不足

目前在我國的大多數(shù)火力發(fā)電廠中仍然采取的是傳統(tǒng)的摻配煤技術(shù)。傳統(tǒng)的摻配煤技術(shù)所使用的方式就是“爐前摻配、爐內(nèi)燃燒”，這種方法就是先將選取好的煤種進(jìn)行比例混合，然后再將煤種放入到研磨機(jī)中進(jìn)行充分研磨，得到研磨好的煤炭粉末后，最后再投入到鍋爐中燃燒。這樣傳統(tǒng)的摻配煤技術(shù)靈活性很高，方便工作人員的操作，但是也存在十分多的不足。比較突出的有三點(diǎn)：由于可磨特性不同帶來的煤炭顆粒大小不一，導(dǎo)致煤炭無法充分燃燒；由于不同煤種的燃盡特性不同，導(dǎo)致鍋爐供氧不足，造成燃燒效率低下和原料浪費(fèi)的現(xiàn)象；由于不同煤種在摻配比例中所占的多少不同，導(dǎo)致煤質(zhì)不均，直接影響了混合煤的整體質(zhì)量。

4 針對傳統(tǒng)摻配煤技術(shù)的改良

針對傳統(tǒng)摻配煤技術(shù)的不足，我國火力發(fā)電廠的相關(guān)技術(shù)人員也在此技術(shù)上進(jìn)行了一系列的改良，并且探索出了新的摻配煤技術(shù)，以此來提高煤炭的燃燒效率。而具體的改良方法，根據(jù)不同火力發(fā)電廠所配備的制粉系統(tǒng)可以分為兩種。

4.1 直吹式制粉系統(tǒng)

針對直吹式制粉系統(tǒng)，在傳統(tǒng)摻配煤技術(shù)的改良上主要是針對研磨步驟。將原本的先選取煤種進(jìn)行一定比例的混合配比后一起進(jìn)行研磨改為將不同的煤種分別放置于不同的研磨機(jī)中進(jìn)行研磨，然后再通過各煤機(jī)的一次風(fēng)管把研磨好的煤炭粉末直接輸送到鍋爐中進(jìn)行燃燒。這樣分開研磨的方法，首先避免了在研磨過程中出現(xiàn)由于不同煤種的可磨性不同導(dǎo)致的顆粒大小不一的問題。其次，由一次風(fēng)管直接運(yùn)輸?shù)藉仩t，在此期間節(jié)約了煤種的摻配以及運(yùn)輸時(shí)間，大大的提高了火力發(fā)電廠的效率。

4.2 倉儲式制粉系統(tǒng)

采取倉儲式制粉系統(tǒng)的火力發(fā)電廠除了可以通過分開制粉的方式來提高煤炭的燃燒效率以外，同時(shí)不同的研磨機(jī)還可以在將不同的煤種進(jìn)行研磨后，放置到儲粉倉中進(jìn)行分開運(yùn)輸?shù)讲煌娜紵鲊娍?，針對不同煤種的著火特性進(jìn)行燃燒。

除此之外，倉儲式制粉系統(tǒng)還有另一種方法就是選取煤炭粉末，將挑選好的煤炭粉末輸送到同一儲粉倉中，然后再粉倉中對煤種進(jìn)行混合配比，最后再把混合好的混合煤粉末輸送到鍋爐中燃燒。這種方式可以很好的解決不同煤種的燃盡特性不同的問題，對減少飛灰和爐內(nèi)爐渣非常有幫助。

5 結(jié) 語

雖然現(xiàn)在新能源已經(jīng)開始廣泛的使用，但是目前我國電力的生產(chǎn)主要還是依靠火力發(fā)電廠，而在火力發(fā)電廠中，主要是依靠煤炭來提供電能。雖然我國的煤炭資源十分豐富，但是由于分布不均，因此在部分地區(qū)仍然會出現(xiàn)煤炭資源匱乏的情況。通過科學(xué)合理的使用摻配煤技術(shù)，可保證鍋爐燃燒時(shí)的高效性與穩(wěn)定性還摻燒一定量的劣質(zhì)煤，顯著提高了煤炭資源的利用率，有利于火電發(fā)電效益的提升。

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