煤粉爐煤泥摻燒存在的問題及其隱患

凌海明

【摘 要】在火力發(fā)電廠鍋爐煤粉鍋爐摻燒煤泥還存在居多問題需要解決，這些問題嚴(yán)重影響鍋爐的穩(wěn)定燃燒和使用壽命，并且在運行期間制粉系統(tǒng)等方面也存在大量隱患，容易造成堵塞、結(jié)焦以及積灰嚴(yán)重等現(xiàn)象，所以粉煤鍋爐摻燒煤泥應(yīng)考慮多方面因素，避免摻燒后造成嚴(yán)重后果。

【關(guān)鍵詞】煤粉爐；煤泥；摻燒

1.煤泥簡介

1.1煤泥大致由如下幾種類型產(chǎn)生：

（1）選煤廠的浮選尾煤：這類煤泥一般是一種廢棄物，其性質(zhì)與洗選矸石或中煤類似。因煤質(zhì)不同，浮選煤泥的品質(zhì)有較大差別，根據(jù)煤泥回收工藝的不同，煤泥的物理性質(zhì)差別較大。

（2）煤泥沉淀池或尾礦場，根據(jù)固體顆粒在水中自然沉淀的原理，實現(xiàn)固液分離而產(chǎn)出的煤泥。

（3）礦井排水夾帶的煤泥、矸石山澆水沖刷下來的煤泥

1.2煤泥的特性

1.2.1持水性強

由于煤泥顆粒小，所以表面積增大，水分?jǐn)y帶能力強，經(jīng)過檢測小于200目的微粒約占70%～90%，與原煤相比粒度相差極大。這樣使得煤泥具有較高持水性，帶水后類似糯米團，又細(xì)又軟，晾曬幾個月，表面似已干燥，但其內(nèi)部含水率仍然很高。

1.2.2灰分含量高，發(fā)熱量偏低

按灰分及熱值的高低可以把煤泥分成三類：低灰煤泥灰分為20%～32%，熱值為12.5～20MJ/kg；中灰煤泥灰分為30%～55%，熱值為8.4～12.5MJ/kg；高灰煤泥灰分>55%，熱值為3.5～6.3MJ/kg。

1.2.3黏性較大

由于煤泥中一般含有大量的黏土類礦物，并且含水量較高，顆粒微小，所以多數(shù)煤泥黏性較大，并且還具有一定的流動性。由于這些特性，導(dǎo)致了煤泥的堆放、貯存和運輸都比較困難。尤其在堆存時，其形態(tài)極不穩(wěn)定，遇水后易流失，風(fēng)干后易飛揚。結(jié)果不但浪費了寶貴的煤炭資源，而且易造成環(huán)境污染。

1.2.4鈣、鎂等礦物質(zhì)離子含量高

由于煤中礦物質(zhì)在水中發(fā)生溶解，因此選煤廠煤泥中除含有大量的懸浮物外，還含有大量的溶解態(tài)的物質(zhì)，其中鈣、鎂等離子含量較高，容易導(dǎo)致過熱管束外壁結(jié)焦。

2.煤泥對制粉系統(tǒng)方面的影響

（1）從煤場運輸?shù)藉仩t的原煤斗，由于煤泥是由煤炭、矸石與粘土混合組成，一般濃度（含固量）為72～77%，顆粒直徑小于0.5mm，煤泥是一種高濃度、高粘度的粘稠物料，其表觀粘度變化較大，均勻混合后屬于典型的非牛頓流體，流動性小粘結(jié)性大煤泥固有的特性，極易帶來輸送系統(tǒng)的堵塞及原煤斗內(nèi)煤泥掛壁的現(xiàn)象以及環(huán)境污染事故。

（2）夏季由于雨量大導(dǎo)致原煤較濕，球磨機入口很容易積煤，摻入煤泥后，回粉管的煤粉與煤泥混合后落入球磨機入口將更容易造成入口積煤，導(dǎo)致制粉系統(tǒng)運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，出力大幅度降低，制粉系統(tǒng)耗電率明顯升高、鋼球需求量也逐漸增大。

（3）由于煤泥中含水量較多，導(dǎo)致制出的煤粉潮氣較大，儲存在粉倉中極易結(jié)塊，一旦結(jié)塊落入給粉機中容易導(dǎo)致給粉機供粉不暢，造成給粉機來粉不好或跳閘，導(dǎo)致鍋爐負(fù)荷下降，主汽溫度變化，爐膛內(nèi)燃燒不穩(wěn)定。

（4）由于煤泥顆粒小，表面積增大，水分?jǐn)y帶力強，在粗細(xì)粉分離器中對煤粉進(jìn)行分離，將產(chǎn)生不均勻現(xiàn)象。煤泥進(jìn)入制粉系統(tǒng)后，直接經(jīng)三次風(fēng)進(jìn)入爐膛，對控制燃燒影響較大，影響主汽溫度調(diào)整。

3.燃燒方面存在的問題

（1）摻燒煤泥后過低的發(fā)熱量意味著理論燃燒溫度低，煤中雜質(zhì)多，需要增加給粉機轉(zhuǎn)數(shù)，提高一次風(fēng)壓，提高一次風(fēng)溫，鍋爐將出現(xiàn)帶負(fù)荷困難現(xiàn)象。不但增加送風(fēng)機耗電量，而且一旦煤質(zhì)變化，容易導(dǎo)致爐膛燃燒不良，嚴(yán)重時造成鍋爐滅火。

（2）煤泥與原煤摻配時，如果配煤稍有不均，由于摻配后灰熔點降低，一旦溫度超過煤灰的熔點就會使?fàn)t膛內(nèi)結(jié)焦或噴口結(jié)焦，高溫結(jié)焦的焦塊堅實不易脫落，處理需要花費大量大力、物力，影響鍋爐帶負(fù)荷能力，嚴(yán)重時可能堵噴口、著火滯后，造成回火燒粉管等事故。

（3）由于灰分含量高，鍋爐大負(fù)荷運行時，產(chǎn)生的灰量大容易造成過熱器積灰嚴(yán)重，影響鍋爐內(nèi)輻射、對流的換熱效果，使得排煙溫度升高，鍋爐熱損失增加，導(dǎo)致鍋爐效率下降。

（4）由于煤泥燃燒不完全容易造成飛灰含碳量增大，飛灰將導(dǎo)致尾部煙道受熱面磨損加劇，尤其是省煤器、空氣預(yù)熱器等管束管壁較薄，容易發(fā)生省煤器、過熱器磨損泄漏事故，增加鍋爐非計劃停爐次數(shù)。

（5）由于煤泥的燃盡度較差，無形中增加了機械不完全燃燒損失，降低鍋爐效率。而且煤泥中含有的水分蒸發(fā)時也需要消耗一部分熱量，也一定程度上會影響鍋爐熱效率。

（6）煤泥中水分蒸發(fā)后被煙氣帶走，若尾部煙道或除塵器漏風(fēng)將造成水蒸氣結(jié)露，特別是冬季更加明顯。這對尾部煙道換熱器造成一定的腐蝕，同時容易使飛灰板結(jié)，造成尾部煙道積灰嚴(yán)重，排煙溫度升高，除塵器下灰不暢，除塵效率降低等一系列問題。嚴(yán)重可能造成吸風(fēng)機葉片磨損或結(jié)垢，造成風(fēng)機震動超標(biāo)等現(xiàn)象。

（7）磨煤機鐵耗大使得煤粉中鐵含量增加，水冷壁也易發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象，嚴(yán)重時造成水冷壁輻射換熱不均。并且會出現(xiàn)掉焦頻繁等現(xiàn)象，容易發(fā)生冷灰斗堵塞事故。

（8）今后安裝脫銷裝置后，由于鈣、鎂等礦物質(zhì)離子含量高，摻燒煤泥可能會影響脫銷效果。例如：重金屬離子含量高與催化劑反應(yīng)造成催化劑失效；灰量較大造成反應(yīng)器堵塞、磨損等事故。而且脫銷也包括濃淡燃燒器的改造，需要降低氧量，這樣更容易出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象。

（9）由于煤泥中含有其他雜質(zhì)，燃燒后造成飛灰中雜質(zhì)較多，這樣可能會影響收干灰系統(tǒng)收灰的質(zhì)量。

4.要實現(xiàn)煤泥摻燒需要解決的主要問題

（1）摻燒煤泥要注意原煤和煤泥的摻燒比例，以及均勻性。由于各單位煤質(zhì)的不同要一點一點逐步摸索適合自己的摻配比例，并且要達(dá)到摻配均勻。

（2）煤泥要有烘干裝置，將煤泥中的水分蒸發(fā)掉，并且要有存儲設(shè)備和防雨設(shè)施，運輸時要安裝疏通、清理裝置，一旦出現(xiàn)堵煤、掛壁現(xiàn)象要及時處理。

（3）煤泥摻燒要保證鍋爐的煙風(fēng)、除塵系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)在設(shè)計的范圍內(nèi)運行。由于煤泥水分較高、灰分含量較大，所以導(dǎo)致煙氣量增加，使得各系統(tǒng)承受能力發(fā)生較大變化。當(dāng)灰分上升到45%左右將嚴(yán)重影響鍋爐出力及經(jīng)濟運行，熱電廠電負(fù)荷、鍋爐負(fù)荷降低，送吸風(fēng)機耗電量明顯增大；鍋爐內(nèi)部的受熱面磨損狀況明顯加?。怀龎m系統(tǒng)負(fù)荷增加，除塵器系統(tǒng)壓力增大，電除塵運行電壓值偏低、電流也只有額定的約60%-70%，捕捉飛灰的能力下降；布袋除塵器要對濾袋進(jìn)行預(yù)涂灰，防止煤泥附著在濾袋上造成濾袋堵塞，影響除塵器的工作出力；干灰輸送系統(tǒng)因灰量增大輸灰能力凸顯不足。

（4）要解決燃料變化給鍋爐運行帶來的不利影響，使系統(tǒng)適應(yīng)燃料變化，必須進(jìn)一步優(yōu)化鍋爐燃燒，提高鍋爐出力，解決鍋爐除塵、輸灰系統(tǒng)壓力，保證系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行。燃料的變化嚴(yán)重影響著電廠安全經(jīng)濟運行。確保煤泥摻燒安全措施、技術(shù)措施、管理措施落實到位；廣大運行員工加強鍋爐燃燒調(diào)整，對可能出現(xiàn)的棚煤、斷煤等異常工況做好事故預(yù)想和應(yīng)急措施，確保煤泥入爐燃燒安全穩(wěn)定。

5.結(jié)束語

鑒于各企業(yè)所引進(jìn)的煤泥和原煤煤質(zhì)不同、性能偏差較大，所以煤泥摻燒存在問題的側(cè)重點也不盡相同，以上是我個人對煤泥摻燒的幾點想法和建議，其他的因素和實際使用情況還有待于進(jìn)一步研究。 [科]

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