電廠鍋爐變煤種摻燒問題研究

袁斌

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.19.038

摘 要：該文從分析電廠鍋爐在燃用混煤時產(chǎn)生的各種問題入手，對電廠的變煤種燃燒過程進行了全面透徹的分析，并針對性地提出了摻燒煤種如何選擇、如何有效管理、如何有效運行，以最大限度地保證鍋爐的安全性、經(jīng)濟性以及更好地適應(yīng)煤種。

關(guān)鍵詞：鍋爐 煤種 摻燒 管理

中圖分類號：TK229 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）07（a）-0038-02

隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展，國內(nèi)電廠對電煤的需求量增加，電煤供應(yīng)嚴重不足，使得更多的電廠開始使用非設(shè)計煤種進行燃燒。為了有效解決電廠鍋爐在煤種發(fā)生變化后摻燒出現(xiàn)的各種問題，有效保證電廠鍋爐的安全、經(jīng)濟、正常運行，筆者深入地分析了鍋爐在變煤種摻燒過程中出現(xiàn)的各種問題，并針對性地提出了在摻燒過程中如何進行煤質(zhì)特性評價、如何選擇摻燒方式、如何選取摻燒比例、如何進行運行特性評價，旨在對電廠鍋爐變煤種摻燒提供一定的參考和借鑒。

1 電廠鍋爐變煤種摻燒可能出現(xiàn)的問題分析

電廠鍋爐變煤種摻燒可能出現(xiàn)的問題主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是在煙煤鍋爐內(nèi)摻燒無煙煤，這些無煙煤為低揮發(fā)分無煙煤，在這種煙煤鍋爐內(nèi)摻燒這種低揮發(fā)分無煙煤，極容易造成燃燒不穩(wěn)定和煤粉燃盡度降低的問題。二是在電廠的鍋爐中加入低灰熔點煤，這種摻燒極易造成屏區(qū)受熱面與燃燒器區(qū)的嚴重結(jié)渣，眾所周知，結(jié)渣會大大提高管壁的溫度，也會使排煙溫度提升，這無疑會大大降低鍋爐的效率。三是電廠鍋爐中摻燒褐煤，這些煤質(zhì)高揮發(fā)分，水分也較高，會大大提高磨煤機落煤管的堵塞幾率，也增加了制粉系統(tǒng)爆炸的風險。這些問題的存在，將會給電廠鍋爐的正常、安全、經(jīng)濟運行埋下諸多隱患，需要我們積極采取針對性措施，認真研究電廠鍋爐摻燒需要注意的事項，從而對電廠鍋爐變煤種摻燒提供有益參考。

2 混煤指標及其對煤質(zhì)產(chǎn)生的影響分析

我國自1993年起，就專門下發(fā)文件規(guī)定了電廠鍋爐燃煤煤質(zhì)的參數(shù)范圍，電廠化驗室也是依據(jù)這一文件對混煤煤質(zhì)的揮發(fā)分、水分、灰分、發(fā)熱量、灰溶點、硫分進行化驗并進行煤質(zhì)分析、煤種摻配。一般情況下，混煤的揮發(fā)分通常低于按加權(quán)平均計算出的揮發(fā)分數(shù)據(jù)，利用揮發(fā)分進行著火溫度、燃盡率計算和煤粉細度選擇時存在一名義揮發(fā)分[1]。

3 電廠鍋爐混煤摻燒注意事項分析

（1）如何選取摻燒方式。由于受到煤炭自身結(jié)渣特性、煤場的配煤條件以及電廠鍋爐運行的安全性和經(jīng)濟性的制約，目前，大多數(shù)電廠在進行摻燒煤種選擇、摻配方式以及摻燒方式的過程中，通常會選擇爐前預(yù)混摻燒、間斷摻燒以及分磨摻燒3種方式。首先，爐前預(yù)混摻燒：這種方式適用于帶有中儲式制粉系統(tǒng)且煤炭種類具有較大差別的電廠，此種摻燒方式對預(yù)混地點沒有明確的要求，一般情況下，電廠選擇在場外的煤礦或碼頭上就進行摻配，其具體方式是按不同的燃煤配比調(diào)整取料機速度，將各混合煤種倒換到同一皮帶上，通過多次皮帶轉(zhuǎn)運進行混合，其混合效果較好，但要求有較大的煤場[2]。也有的電廠因廠區(qū)面積較大、具備足夠的取煤設(shè)備，選擇在場內(nèi)進行預(yù)混。他們通常有兩種方式：一是根據(jù)確定好的摻燒比分層堆煤，在取用時從某一個橫斷面取用。二是由兩條傳送帶將種類不同的煤傳輸?shù)揭粭l傳送帶，利用傳送帶轉(zhuǎn)速的高低進行多煤種摻配比例控制。其次，間斷摻燒：這種摻燒方式適用于供煤比較困難或煤場面積較小的電廠，由于受存放條件的制約，通常是隨到隨燒。神華煤和高鐵煤的摻燒就不適宜選用間斷摻燒的方式。在選用這種摻燒方式時，需要注意在鍋爐高負荷情況下應(yīng)避免燃燒易結(jié)渣煤；還應(yīng)在進行煤種切換時，規(guī)范操作，避免換煤過程中引起踏焦或煤渣加重的現(xiàn)象。最后，分磨摻燒：這種摻燒方式是穩(wěn)定性最強的，它通過將全部煤種進爐燃燒來降低煤質(zhì)的大幅度波動，最適合采用直吹式制粉系統(tǒng)的電廠之中。采用這種摻燒方式的電廠，往往首先利用磨煤機將各種煤種進行磨制，并根據(jù)鍋爐的實際負荷能力來合理調(diào)節(jié)混煤比例，因此，這是靈活性最強的摻燒方式，最適合四角切圓形狀鍋爐。另一方面，這種摻燒方式能夠最大限度地提高各種煤種煤粉的燃盡度，從而節(jié)省資源，且對煤場具有較低的要求，能夠在很大程度上降低電廠經(jīng)營成本?？傊?，以上3種摻燒方式是電廠最常用的，無論哪種摻燒方式，都存在著配煤是否均勻的問題。一旦配煤不均勻，就會對鍋爐的安全可靠運行造成影響。這也提示電廠，一定要高度重視對配煤的管理，最大限度地確保配煤的均勻性。

（2）如何選取摻燒比例。摻燒比例是混煤摻燒中最為關(guān)鍵的參數(shù)之一，由于它可能受到煤炭價格、不同煤種煤渣特性、脫硫系統(tǒng)、除灰系統(tǒng)、輔助設(shè)備等多種因素的影響，因此，要科學地選擇合適的摻燒比例需要注意以下問題：一是根據(jù)鍋爐的結(jié)渣情況確定摻燒比例，如果結(jié)渣比較嚴重，則應(yīng)按比例摻燒高灰熔點煤，從而降低結(jié)渣量。二是合理進行褐煤摻燒。由于磨煤機會受到褐煤水分高低的影響而出現(xiàn)出力差別，因此，對于煙煤鍋爐而言，如果需要摻燒褐煤，則應(yīng)充分考慮褐煤摻燒比例對鍋爐和磨煤機出力產(chǎn)生的影響。為了不大幅降低磨煤機出力，我們需要有效控制褐煤的摻入比例，同時要注意引風機出力也會影響到褐煤的摻燒比例。三是在摻燒低揮發(fā)分煤時，需要注意鍋爐是否為高揮發(fā)分鍋爐，要注意鍋爐的著火是否穩(wěn)定，爐膛出口受熱面管壁溫度是否過高，煤粉燃盡率高低。四是要根據(jù)鍋爐脫硫系統(tǒng)的設(shè)計能力進行高硫煤的摻燒。五是根據(jù)磨煤機的磨煤出力、除灰系統(tǒng)實際情況、吹灰機的效果和位置來進行高灰分煤的摻燒。六是通過煤炭價格來科學確定摻燒比例，對于電廠而言，煤炭作為主要的必需品，其價格高低是一個不可忽視的因素，因為它直接關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟效益。這就要求電廠在充分調(diào)研低價煤的基礎(chǔ)上，本著安全、環(huán)保、經(jīng)濟的原則，進行低價煤摻燒。

（3）混煤摻燒的有效對策。筆者結(jié)合自己多年的學習和實踐，提出了自己對混煤摻燒的認識，并總結(jié)出了混煤摻燒的工作對策。

一是充分掌握煤質(zhì)特性，科學進行煤種選擇。當鍋爐燃燒的混煤煤質(zhì)與設(shè)計煤種差異較大時，對鍋爐的熱力性能會產(chǎn)生一定的影響。這就需要我們充分掌握不同煤種的灰分、揮發(fā)分、發(fā)熱量，盡量控制校核煤種與設(shè)計煤種指標的差異不要太大，且要注意盡量摻燒煤質(zhì)差異特別大的煤種，否則會導致?lián)岋L現(xiàn)象的發(fā)生。所謂搶風現(xiàn)象，兩種煤質(zhì)混合在一起后，其中揮發(fā)分偏高的煤質(zhì)變化迅速燃燒，燃燒中會將大量氧氣消耗掉，而揮發(fā)分偏低的煤質(zhì)在燃燒中也需要氧氣，氧氣不足便會直接導致?lián)]發(fā)分偏低的煤質(zhì)著火過程延遲、始終無法燃盡。

二是合理控制混煤的技術(shù)參數(shù)。一般情況下，要使這些參數(shù)與設(shè)計值盡可能地接近，通過實驗測試的方法找出混煤的特性，主要包括燃盡率、結(jié)渣情況、著火情況以及磨損和爆炸情況。

三是密切關(guān)注混煤配比的變化對沾污結(jié)渣特性以及灰熔融特性的影響，注意沾污結(jié)渣特性以及灰熔融特性隨混煤配比的變化規(guī)律。

四是要加強摻燒管理，通過現(xiàn)場試燒的方式來確定最佳摻燒方式和摻燒配比，要增強工作人員的安全意識和責任意識，密切關(guān)注鍋爐運行情況，從而確保鍋爐的安全、經(jīng)濟、環(huán)保運行，為電廠降低經(jīng)營成本和持續(xù)發(fā)展提供有力保證。

4 結(jié)語

總之，燃煤是電廠必不可少的環(huán)節(jié)，一定要對擬摻燒的煤種、設(shè)備的適應(yīng)性、安全性、經(jīng)濟性等多方面綜合考慮，選用合適的煤質(zhì)、科學地配比，才能保證電廠的安全運行，才能降低電廠的經(jīng)營成本，實現(xiàn)電廠的持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1] 楊忠燦，姚偉.電廠鍋爐變煤種摻燒問題研究[J].中國電力，2010（11）：43.

[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（5）：56.