摻燒無煙粉煤對直流煤粉爐燃燒經(jīng)濟性影響的研究

黃祖聰

（廣西華銀鋁業(yè)有限公司熱電廠 廣西百色 533700）

摻燒無煙粉煤對直流煤粉爐燃燒經(jīng)濟性影響的研究

黃祖聰

（廣西華銀鋁業(yè)有限公司熱電廠 廣西百色 533700）

按煤的工藝性質和用途，我國的煤主要分為褐煤、煙煤和無煙煤三大煤類，而根據(jù)煤的化度和工業(yè)利用以及產(chǎn)地等特點，各煤種又有詳細的劃分。由于產(chǎn)地不一樣，種類不一樣，化學成份也不一樣，使用起來的經(jīng)濟性自然就不一樣。

作者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗，詳細分析了大量數(shù)據(jù)，并且在此基礎上進一步探討摻燒無煙粉煤對直流煤粉爐經(jīng)濟性的影響，旨在尋找更加的配煤方式，提高鍋爐熱效率，減少外排浪費現(xiàn)象，提高企業(yè)效益。

鍋爐；燃煤經(jīng)濟性；無煙粉煤

1 前言

廣西華銀鋁業(yè)有限公司自備電廠有5臺型號為CG-220/9.81-M22的直流煤粉爐。其額定蒸發(fā)量為220t/h，過熱器出口蒸汽壓力為9.81MPa，出口蒸汽溫度為540℃。采用倒U型布置，自然循環(huán)，燃燒器四角布置，懸浮燃燒，固體排渣，平衡通風，設計煤種為褐煤：煙煤按1：1進行摻燒。由于進廠煤采購較為復雜，燃用的褐煤又分為本地褐煤、濮陽褐煤和進口褐煤，煙煤又分為貴州煙煤和進口煙煤，加上煤氣廠篩選出來的無煙粉煤，入爐煤配煤方式更為復雜。由于改變了設計煤種，配煤方式也千變萬化，鍋爐燃燒經(jīng)濟性也有所不同。因此，詳細分析摻燒無煙粉煤對鍋爐經(jīng)濟性影響究，對于降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益有著重大的意義。

2 摻燒無煙煤對鍋爐經(jīng)濟性的分析

無煙煤（英文名稱anthracite），俗稱白煤或紅煤。是煤化程度最大的煤。無煙煤固定碳含量高，揮發(fā)份低，密度大，硬度大，燃點高；其表面顏色為黑色，以脂摩擦不致染污，斷口成貝殼狀，燃燒時火焰短而少煙；不結焦，一般含碳量在90%以上，揮發(fā)份在10%以下；無膠質層厚度，熱值約6000～6500千卡/kg。在運輸、倒運和裝卸過程中，由于來回顛簸、擠壓和破碎等原因，部分塊狀的無煙煤被破碎成小塊的粉煤，俗稱無煙粉煤。其工業(yè)分析如表1所示。

表1 無煙粉煤工業(yè)分析

由于無煙粉煤顆粒度小，無法運用于煤氣爐產(chǎn)氣，僅能篩選出來單獨外賣，價格也明顯降低。為了不浪費資源，提高廢品利用率，將無煙粉煤和煙煤、褐煤按一定比例進行摻燒，然后送往鍋爐燃燒。由于無煙煤粉揮發(fā)份偏低，著火滯后，摻燒無煙粉煤后鍋爐燃燒工況惡化，鍋爐經(jīng)常出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)現(xiàn)象，經(jīng)常需投油助燃，嚴重時甚至發(fā)生鍋爐滅火，對鍋爐的安全穩(wěn)定運行極其不利，因此摻燒比例尤為重要。

從表2可知，隨著無煙粉煤量的摻燒比例增加，相應的鍋爐飛灰可燃物和爐渣含炭量也明顯增加，基本呈明顯的線性關系，如圖1所示。

而且從表2可以看出，由于無煙粉煤固定碳含量高，密度大，硬度大，對鍋爐制粉不利，摻燒無煙粉煤量越多，制粉電單耗也就越高，鍋爐不完全燃燒量也增加，鍋爐熱效率明顯降低。因此，從鍋爐熱效率來講，無煙粉煤摻燒比例≤5比較合適，低于5%之后飛灰可燃物和爐渣含炭量均保持較為平穩(wěn)，且制粉電單耗也趨于平穩(wěn)。若按每月消耗8萬t煤計算，則無煙煤摻燒比例每月必須控制在4000t以內。根據(jù)220T/h煤粉爐的設計參數(shù)可知：爐渣產(chǎn)量占總燃料的3.64%，飛灰產(chǎn)量則占總原料的32.96%，而摻燒無煙粉煤后飛灰可燃物和爐渣含碳量比未摻燒時分別上升了1.09%、2.01%，因此可推斷出摻燒無煙粉煤后飛灰可燃物和爐渣含碳量分別占總燃料的0.36%和0.07%，其增加的成本如表3所示。

可見，摻燒無煙煤粉后所增加的成本并不是很明顯。由于無煙粉煤熱值較高，平均低位熱值達24.86MJ/kg，相當于煙煤發(fā)熱量，而且外售價格相對也比較便宜，2015年上半年平均單價為590元/t，下半年至今平均單價為475元/t。而煙煤價格卻隨市場變化較為明顯，2015年1～3月份平均價格為600元/t，4～9月份平均價格為510元/t，10月至今平均為420元/t。因此，摻燒煙煤和無煙煤生產(chǎn)成本各有差異，經(jīng)濟性也有所不同，如表4所示。

表2 按不同比例進行摻燒無煙粉煤

圖1 按不同比例摻燒無煙粉煤鍋爐不完全燃燒對比圖

表3 摻燒無煙粉煤后因飛灰和爐渣含碳量上升所增加的成本

由于煤種價格隨市場的變化而變化，不同階段摻燒無煙粉煤經(jīng)濟性也有所不同，從表4可以看出，2015年1～3月份和7～9月份摻燒無煙粉煤經(jīng)濟性較為明顯，其余時間段均不利于摻燒無煙粉煤。

表4 摻燒煙煤與無煙煤成本對比表

另外，由于無煙粉煤固定碳含量高，密度大，硬度大，飛灰含炭量高，對鍋爐制粉系統(tǒng)和“三管”沖刷磨損大，容易造成“三管”磨穿泄漏，設備使用壽命降低。

3 結語

在摻燒無煙粉煤過程中，由于無煙粉煤固定碳含量高，密度大，硬度大，對煤粉爐燃燒有許多不利因素，而且無煙粉煤因地制宜，不同礦區(qū)和不同摻燒比例均對鍋爐經(jīng)濟性有明顯的影響，對設備的磨損程度也不一樣，必須結合實際摻燒情況進行對比分析，綜合考慮，找出更有利于降低企業(yè)生產(chǎn)成本的方法。本文主要介紹廣西華銀鋁業(yè)自備電廠煤粉爐摻燒無煙粉煤情況進行了相關分析，以此為相關鍋爐摻燒無煙粉煤提供參考。

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TK229.6

A

1004-7344（2016）12-0213-02

2016-3-20

黃祖聰（1983-），男，助理工程師，本科，主要從事熱能與動力方面研究。