工業(yè)煤粉鍋爐技術(shù)應(yīng)用中應(yīng)關(guān)注的幾個(gè)問題

張曉陽

（陜西延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）油田氣化工科技公司，陜西 延安 717114）

引言：工業(yè)煤粉鍋爐技術(shù)的發(fā)展歷史十分悠久，雖然存在嚴(yán)重的污染、系統(tǒng)十分復(fù)雜以及運(yùn)作電量耗費(fèi)多等不足，不過憑借較高的燃燒效率優(yōu)勢(shì)，使其被運(yùn)用到火力發(fā)電鍋爐當(dāng)中，獲得了良好的運(yùn)用成效。國(guó)內(nèi)早在上個(gè)世紀(jì)中期便開始改造一些小型燃煤鍋爐，發(fā)揮出煤粉燃燒技術(shù)的良好作用。處于網(wǎng)絡(luò)信息環(huán)境當(dāng)中，煤的價(jià)格日益變高，使得節(jié)能理念得到了廣泛地推廣和運(yùn)用，由此使得小型煤粉鍋爐得到了很大的關(guān)注與重視。通過參考外國(guó)一些先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，讓工業(yè)煤粉鍋爐技術(shù)的研發(fā)速度得以加快。在此過程當(dāng)中，獲得了很多的技術(shù)成果，由此帶動(dòng)了工業(yè)煤粉鍋爐技術(shù)的不斷發(fā)展。鑒于此，在基于煤粉燃燒技術(shù)特征下，需要加大對(duì)工業(yè)煤粉鍋爐技術(shù)的運(yùn)用力度，并且加以科學(xué)分析其中表現(xiàn)出來的相關(guān)問題，予以有效注意，明確工業(yè)煤粉鍋爐技術(shù)未來發(fā)展的趨勢(shì)。

一、應(yīng)用效率和節(jié)能方面的問題

現(xiàn)階段，我國(guó)工業(yè)鍋爐均會(huì)運(yùn)用到原煤，在這當(dāng)中，不適合層燃的煤末占比大約為55%，外國(guó)的鍋爐燃燒主要使用顆粒煤，擁有更高的熱效率，帶給生態(tài)環(huán)境的污染是非常小的。當(dāng)我國(guó)工業(yè)鍋爐日趨大型化之后，使得膜式壁、分層給煤以及飛灰回燃等新型技術(shù)開始出現(xiàn)，并且得到了廣泛的推廣，相應(yīng)的熱效率超過了72%，在這當(dāng)中，大中型的一般為82%～86%。對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐而言，處于燃用煤不合格的環(huán)境中，其熱效率大約為84%。

通常情況下，假如當(dāng)前層燃鍋爐、流化床鍋爐所應(yīng)用的燃料都達(dá)到了相關(guān)規(guī)定，盡管煤粉工業(yè)鍋爐具有很高的效率，不過卻不是非常突出。一般來說，煤粉工業(yè)鍋爐的效率為大型電站鍋爐的91%，在污染物的排放量方面，則超出了燃油燃?xì)忮仩t，與實(shí)際的情況并不相符。

盡管有效提升了鍋爐的熱效率，降低了其燃煤量，完成了節(jié)能的任務(wù)，不過基于整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作下，在使鍋爐的效率提升以后，必然會(huì)浪費(fèi)很多的能源，而單個(gè)設(shè)備在節(jié)能的作用方面無法等同于整個(gè)系統(tǒng)。結(jié)合具體運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，通過科學(xué)分析，工業(yè)鍋爐燃燒的效率為94%，相應(yīng)的熱效率大約為83%，對(duì)比燃用原煤的工業(yè)鍋爐高出了大約11～l6 個(gè)百分點(diǎn)，有利于達(dá)到了良好的節(jié)能效果。進(jìn)行制粉的過程中，使粉碎、研磨的能耗不斷增多，在電能耗費(fèi)量方面也嚴(yán)重超標(biāo)，由此造成供熱系統(tǒng)無法達(dá)到既定的節(jié)能目標(biāo)。假如對(duì)集中制粉的因素加以參考，必然將會(huì)導(dǎo)致煤粉的儲(chǔ)存、運(yùn)輸能耗隨之增多，無法滿足節(jié)能方面的要求。鑒于此，需要針對(duì)不同部分的能耗情況加以細(xì)致核算，完成系統(tǒng)節(jié)能的任務(wù)。由此可見，經(jīng)過上文的論述和分析之后，從中不難看出，科學(xué)分析與探究應(yīng)用效率和節(jié)能方面的問題可謂十分關(guān)鍵，具有很大的研究意義和實(shí)施價(jià)值。

二、煤粉安全性方面的問題

一般來說，煤粉進(jìn)行磨煤干燥、煤倉儲(chǔ)存以及運(yùn)輸?shù)倪^程當(dāng)中，容易產(chǎn)生自燃、爆炸的現(xiàn)象。究其原因，主要在于相較于原煤，煤粉的比表面積更大，和空氣當(dāng)中氧的接觸面積隨之變大，吸附氧數(shù)量同樣開始變多，受到外部高溫、摩擦等不同因素的影響，使得氧分子和碳產(chǎn)生了氧化反應(yīng)，形成熱量，同時(shí)加快了煤粉熱分解可燃?xì)怏w的速度，相應(yīng)的可燃?xì)怏w經(jīng)過和空氣混合之后，開始燃燒。

一部分燃燒所釋放出來的熱量主要運(yùn)用了分子熱傳導(dǎo)、輻射以及對(duì)流等不同的傳熱形式，傳遞給周圍的煤粉，達(dá)到令其受熱開始分解的效果，形成了可燃?xì)怏w，出現(xiàn)著火燃燒的現(xiàn)象。經(jīng)過循環(huán)之后，相應(yīng)的反應(yīng)速度隨之變快。當(dāng)火焰的速度提高到某個(gè)時(shí)刻之時(shí)，容易出現(xiàn)自燃或者爆炸等情況。通常情況之下，在煤粉的狀態(tài)為濃相、35mg/m3的情況下，易于產(chǎn)生爆炸的現(xiàn)象；在超過1400mg/m3的情況下，易于產(chǎn)生強(qiáng)爆炸的現(xiàn)象。在夏季時(shí)，煤粉罐車進(jìn)行遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)倪^程當(dāng)中，則需要防范此類安全方面的問題，以便確保煤粉鍋爐運(yùn)行的安全、穩(wěn)定性，提高操作的規(guī)范性。從目前的情況來看，工業(yè)煤粉鍋爐系統(tǒng)尚未能科學(xué)運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)，全部運(yùn)作的鍋爐都沒有構(gòu)建相應(yīng)的惰性氣體保護(hù)管控系統(tǒng)。除此之外，實(shí)現(xiàn)了燃料質(zhì)量管控的社會(huì)化效果，一方面，妨礙到鍋爐運(yùn)行的情況；另一方面，則無法確保安全性。

三、煤粉燃燒造成的空氣污染方面問題

對(duì)于煤粉鍋爐來說，因?yàn)檫M(jìn)行燃燒時(shí)形成了很多的粉塵、飛灰，因而，所處的工作環(huán)境當(dāng)中出現(xiàn)了嚴(yán)重的空氣污染現(xiàn)象。煤粉顆粒的粒度為75～85μm，通過率是96%，因而，普通煤粉的平均粒度大約是50μm，不過煤粉處于鍋爐當(dāng)中經(jīng)過燃燒之后，產(chǎn)生了很多的煙塵、飛灰，在煤粉灰度很高的情況下，易于影響到空氣質(zhì)量。通常而言，在灰度超過21%時(shí)，在工業(yè)煤粉鍋爐排氣口位置的粉塵質(zhì)量濃度大約為10000mg/m3。所以，運(yùn)用工業(yè)煤粉鍋爐技術(shù)時(shí)，盡管普通的工業(yè)煤粉鍋爐燃燒室在排氣口的位置均根據(jù)有關(guān)規(guī)定，安設(shè)了相關(guān)除塵器裝置，不過依然需要重視煤粉燃料進(jìn)行燃燒時(shí)帶給空氣的嚴(yán)重污染情況。盡管普通的工業(yè)煤粉鍋爐運(yùn)用時(shí)均采用了相關(guān)除塵設(shè)備。通常情況下，能夠去除超過98%的粉塵，不過由于除塵器始終保持高負(fù)荷的運(yùn)行，如果產(chǎn)生除塵器功能失效的問題，會(huì)使粉塵排放的濃度隨之增加，不利于保護(hù)空氣的質(zhì)量。

與此同時(shí)，在煤粉鍋爐進(jìn)行燃燒時(shí)，雖然相關(guān)除塵設(shè)備能夠正常運(yùn)作，不過，依然很難對(duì)鍋爐房中的空氣質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格管控，其中包含了很多的PM10、PM15，由此帶給鍋爐房中實(shí)施儀器操控、相關(guān)檢查工作者的健康構(gòu)成了很大的威脅。所以，一方面，應(yīng)該重視工業(yè)煤粉鍋爐運(yùn)行時(shí)帶給空氣質(zhì)量的嚴(yán)重污染情況，做好針對(duì)煤粉燃燒時(shí)排放粉塵量的控制工作；另一方面，則應(yīng)該加大對(duì)其中PM10 和PM15 的處理力度。

四、煤炭類別適應(yīng)性方面的問題

由于國(guó)內(nèi)地域面積廣泛，各個(gè)區(qū)域具有的煤炭類別也不一樣，筆者在查閱了相關(guān)研究文獻(xiàn)資料之后，從中可知，國(guó)內(nèi)每一年所產(chǎn)出的煤炭類別為數(shù)十種，在這當(dāng)中，包括了風(fēng)化煤、弱黏煤、貧煤、肥煤以及長(zhǎng)焰煤等等。但是能夠被運(yùn)用到工業(yè)煤粉鍋爐技術(shù)當(dāng)中的煤炭類別卻較少。從當(dāng)前的情況獲悉，可以被運(yùn)用到工業(yè)煤粉鍋爐燃燒當(dāng)中的煤炭類別涵蓋了褐煤、長(zhǎng)焰煤，而其他類別的煤炭則需要后續(xù)進(jìn)行開發(fā)與研究檢驗(yàn)。帶給煤粉燃燒效率很大影響的相關(guān)因素有很多，比如，煤炭的熱值、含水量、含硫量、結(jié)渣性以及揮發(fā)分等等。為此，不可以因?yàn)槟承┘夹g(shù)參數(shù)并明確煤炭類別的適應(yīng)性情況。

現(xiàn)階段，工業(yè)煤粉鍋爐技術(shù)在運(yùn)用的過程當(dāng)中，以軟褐煤、神府煤最為常見。前者擁有顯著的多孔隙特點(diǎn)，與空氣當(dāng)中的氧氣接觸面積更大，反應(yīng)更加明顯，化學(xué)性能也十分突出，便于煤粉鍋爐燃燒過程中進(jìn)行點(diǎn)火，可以燃燒得更加充分。不過，此類煤炭并非效果最佳，由于天然的軟褐煤材料，其在含水量方面大概為25%～35%，因而運(yùn)用煤粉鍋爐技術(shù)的過程當(dāng)中，需要做好前期干燥處理準(zhǔn)備工作，然后才能夠運(yùn)用。后者的低位發(fā)熱值是2.4×105～2.5×104kJ/kg，相應(yīng)的干基揮發(fā)分大約是37%，灰分則小于11%，根據(jù)相應(yīng)的性質(zhì)參數(shù)，能夠了解到，此類煤炭不僅熱值很高，含硫量很低，而且具有非常高的揮發(fā)分、極低的灰分，所以，能夠被引入到工業(yè)煤粉鍋爐技術(shù)的應(yīng)用工作當(dāng)中。

實(shí)際上，對(duì)于我國(guó)而言，需要進(jìn)行開采的煤炭資源數(shù)量是非常多的，其產(chǎn)量龐大，煤炭的類別也十分豐富多樣，不過無煙煤、肥煤以及長(zhǎng)焰煤等，均不可以被運(yùn)用到工業(yè)煤粉鍋爐燃燒過程當(dāng)中。所以，推廣和運(yùn)用煤粉鍋爐技術(shù)時(shí)，首先需要深入調(diào)查和了解工業(yè)煤粉技術(shù)適合應(yīng)用的區(qū)域，嚴(yán)格遵循因地制宜的運(yùn)用原則，充分發(fā)揮出煤粉鍋爐技術(shù)的良好功效和作用，假如需要運(yùn)用工業(yè)煤粉鍋爐技術(shù)的區(qū)域沒有適合的煤炭類別，亦或者由其他區(qū)域開采煤炭類別及運(yùn)輸?shù)某杀咎叩囊蛩?，為此，需要緊密結(jié)合具體的狀況，科學(xué)進(jìn)行衡量和分析，以便體現(xiàn)出煤粉鍋爐技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)。顯而易見，通過前文的闡述和分析以后，從中可以獲悉，系統(tǒng)探究與分析煤炭類別適應(yīng)性方面的問題顯得尤為必要，擁有一定的研究意義與實(shí)踐價(jià)值。

結(jié)束語：綜上所述，當(dāng)工業(yè)煤粉鍋爐技術(shù)進(jìn)行發(fā)展的過程當(dāng)中，主要被運(yùn)用到火力發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)等不同的領(lǐng)域當(dāng)中，能夠體現(xiàn)出一定的能源動(dòng)力供應(yīng)作用，然而，實(shí)際上，煤粉鍋爐技術(shù)具體進(jìn)行運(yùn)用時(shí)卻依然呈現(xiàn)出諸多不同方面的缺陷與不足。在此過程當(dāng)中，一方面，應(yīng)該注重煤粉的安全問題；另一方面，還需要防范空氣污染方面的情況，以便充分發(fā)揮出煤粉鍋爐技術(shù)的良好功效和作用。