淺析電廠鍋爐混煤摻燒技術(shù)

關(guān) 云 關(guān)慶澤

（北方聯(lián)合電力海勃灣發(fā)電廠，內(nèi)蒙古 烏海 016000）

在通常情況下，我國各電廠的燃煤鍋爐都是按照設(shè)計(jì)的特定煤種進(jìn)行運(yùn)行的，這樣鍋爐的爐型、結(jié)構(gòu)、燃燒器和制粉系統(tǒng)也會根據(jù)所涉及的煤種不同而選擇不同的型號，以滿足鍋爐投產(chǎn)后的運(yùn)行。在煤種進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證鍋爐以最適合的煤種進(jìn)行運(yùn)行，對運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性有很大的影響。但由于能源的短缺，我國的電煤供應(yīng)呈現(xiàn)緊張的態(tài)勢，越來越多的電廠在鍋爐運(yùn)行時(shí)已無法再運(yùn)用設(shè)計(jì)的煤種進(jìn)行，混煤摻燒技術(shù)已成為電廠鍋爐燃燒穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性的最佳選擇。但這種摻配方式對于煤質(zhì)差異較大的燃料則不適應(yīng)，對于煤在鍋爐燃燒過程中的煤粉細(xì)度、飛灰含碳質(zhì)量、爐渣質(zhì)量、排煙溫度、水流量等都存在著一些問題無法得以妥善解決。所以針對煤質(zhì)差異較大的燃料，研發(fā)出了新的混煤方式即“分麿制粉”，這種方式是特別針對于煤質(zhì)相差較大的燃料進(jìn)行設(shè)計(jì)的，所以在煤粉細(xì)度、著火性能和煤種的燃盡性等方面進(jìn)行了合理的控制。

1 電廠鍋爐混煤摻燒理論分析

1.1 混煤的可磨特性?？赡バ灾饕呄蛴陔y磨煤種，二種煤混合時(shí)，煤粉的粗細(xì)度分布不一樣，易磨煤種所形成的煤粉較細(xì)，難磨煤種所形成的煤粉則較粗，這樣就要充分的在燃燒時(shí)考慮難磨煤種的燃盡問題。

1.2 混煤的著火特性。當(dāng)煤能夠在鍋爐內(nèi)進(jìn)行燃燒時(shí)，是需要足夠高的溫度時(shí)即達(dá)到煤的著火溫度時(shí)，則會產(chǎn)生熱分解，這是煤在燃燒過程中的初始階段，在鍋爐中對煤的熱分解產(chǎn)生影響的主要是活化能、溫度和升溫率等因素。混煤在燃燒時(shí)會由所摻配的煤種的不同產(chǎn)生不同的熱解特性曲線，并根據(jù)煤質(zhì)的不同而呈現(xiàn)不同的燃燒曲線高峰。混煤多數(shù)由二種或二種以上的煤種混合而成，所以在燃燒時(shí)會呈現(xiàn)不同的失重速率高峰，因?yàn)樵谌紵龝r(shí)不同的煤種會保持著各自的著火溫度，所以最先燃燒的必時(shí)易著火的煤種，從大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中表明，混煤的著點(diǎn)溫度多與其組成成分中的易著火煤種的著火溫度相近。

1.3 混煤的燃盡特性。兩種揮發(fā)分差異較大的煤種混合后，在燃燒過程中會出現(xiàn)所謂“搶風(fēng)”現(xiàn)象，不利于混煤的燃盡。燃燒特性差異較大煤種的混煤在燃燒時(shí)對鍋爐運(yùn)行的配風(fēng)要求也很苛刻，難以同時(shí)滿足兩種煤的燃燒需要。鑒于混煤的可磨特性和搶風(fēng)現(xiàn)象，混煤的燃盡特性接近于難燃盡煤種。

2 傳統(tǒng)“爐前摻配、爐內(nèi)混燒”方式的技術(shù)特性。傳統(tǒng)的混煤摻燒方式是指燃料在進(jìn)入鍋爐前通過一定的手段進(jìn)行混合，混合均勻后在磨煤要中磨制成粉后才能送進(jìn)爐內(nèi)燃燒。這種傳統(tǒng)的混煤摻燒方式對于可磨性相近，同時(shí)電廠具有較大的存貯場地和摻瀑煤場，這樣可以在混煤進(jìn)入爐堂前進(jìn)行完全的混配，這種方式對于煤粉的著火性和燃燒的穩(wěn)定性及混煤的搶風(fēng)現(xiàn)象具有極其重要的作用。

（1）在混煤中，對于煤質(zhì)差異較大的煤，在磨煤機(jī)磨的過程中，易磨的煤和難磨的煤在磨煤機(jī)中磨的程度不同，存在著“過磨”和“欠磨”的問題，這樣煤粉的細(xì)度和均勻度則都很難達(dá)到一致性，所以飛灰含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)和爐渣含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)都較高。（2）對于煤質(zhì)波動較大的混煤，需要在混配設(shè)備及管理上進(jìn)行嚴(yán)格要求。如果劣質(zhì)煤過多，則不僅會導(dǎo)致?lián)交焓侄吻啡?、摻混不均勻，同時(shí)還會導(dǎo)致鍋爐局部滅火或是結(jié)焦等情況發(fā)生。如果在極端情況下?lián)饺雰?yōu)質(zhì)煤時(shí)，如果控制不好比例和參數(shù)，則可能導(dǎo)致制粉系統(tǒng)發(fā)生爆炸或是風(fēng)管燒損。（3）對于爐前摻混手段欠缺的情況，如果想保證爐前摻濁的均勻性，則需要較大的勞動強(qiáng)度，輸配煤設(shè)備需要長時(shí)間的運(yùn)行，對電量的消耗量增加。

3 新型“分磨制粉”方式的技術(shù)研究與實(shí)踐

由于傳統(tǒng)的混煤摻燒方式一直存在“搶風(fēng)”、難磨煤種和難燃盡煤種等問題沒有得到根本性的解決，所以為了有效改進(jìn)燃燒的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和安全性等問題，研制出了“分磨制粉”的混煤摻燒方式。此種方式有效的解決了傳統(tǒng)方式對燃燒性能影響的問題，取得了很好的效果，所以得以進(jìn)一步的推廣和應(yīng)用?！胺帜ブ品邸睋脚浞绞绞侵覆煌ッ簷C(jī)磨制不同種類的原煤，對直吹式制粉系統(tǒng)，煤粉經(jīng)各磨煤機(jī)一次風(fēng)管直接輸送入爐內(nèi)燃燒；對中間儲倉式制粉系統(tǒng)，煤粉送入不同或同一粉倉儲存，再送入爐內(nèi)燃燒。該方法適用于混煤手段欠缺的火電廠，尤其適用于可磨性差異較大的煤種摻燒。

3.1 “分磨制粉、爐內(nèi)摻燒”方式及應(yīng)用

3.1.1 在直吹式制粉系統(tǒng)鍋爐的應(yīng)用。對直吹式制粉系統(tǒng)的鍋爐，分磨制粉、爐內(nèi)摻燒方式就是不同磨煤機(jī)磨制不同種類的原煤，煤粉經(jīng)各磨煤機(jī)一次風(fēng)管直接輸送進(jìn)入爐內(nèi)燃燒，煤粉在爐內(nèi)進(jìn)行摻燒。采用“分磨制粉、爐內(nèi)摻燒”方式，較好地解決了燃燒的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

3.1.2 在倉儲式制粉系統(tǒng)的應(yīng)用。對倉儲式制粉系統(tǒng)鍋爐，“分磨制粉、爐內(nèi)摻燒”是指磨煤機(jī)磨制各自選定的煤種，成粉進(jìn)入各自的粉倉；煤粉由不同的粉倉輸送到不同的燃燒器噴口；煤粉的混合在爐內(nèi)燃燒過程中完成。這種混合方式可根據(jù)鍋爐的不同溫度區(qū)域送入合適的煤種，以改善鍋爐的燃燒環(huán)境。

3.2 倉儲式制粉系統(tǒng)鍋爐的“分磨制粉、倉內(nèi)摻混、爐內(nèi)混燒”。當(dāng)具備一定條件時(shí)，中儲式制粉系統(tǒng)磨煤機(jī)磨制各自選定的煤種，不同的煤粉輸入同一個(gè)煤粉倉，即煤粉的混合在煤粉倉內(nèi)完成，各燃燒器燃用的是同樣的混煤。這種混合方式保留了混煤著火特性接近于易著火煤種的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)由于分磨制粉可保證磨細(xì)難燃盡煤種，克服了混煤燃盡特性接近于難燃盡煤種的缺點(diǎn)。

結(jié)語

隨著電廠的快速發(fā)展，燃煤鍋爐作為電廠重要的生產(chǎn)設(shè)備之一，對其煤質(zhì)技術(shù)的應(yīng)用的具有十分重要的意義。目前我國存在著面臨著嚴(yán)重的電煤緊張局面，所以在對混煤使用過程中需要根據(jù)混煤的可磨性、燃燒特性、輸配煤設(shè)備、鍋爐燃燒系統(tǒng)等選取合適的混煤摻燒方法。目前我國對于混煤摻燒方法主要有“爐前摻配、爐內(nèi)混燒”、“分磨制粉、爐內(nèi)摻燒”等二種方法，后一種又可分為“分磨制粉、分倉儲存、爐內(nèi)摻燒”和“分磨制粉、倉內(nèi)摻混、爐內(nèi)混燒”，每種方法都適應(yīng)不同的煤種，目的都是為了達(dá)到混煤的均勻性、燃燒的穩(wěn)定性。從而提高混煤的燃燒效率，達(dá)到節(jié)能高效的目標(biāo)。

[1]張曉杰，孫紹增，孫銳，等.混煤著火模型研究[J].燃燒科學(xué)與技術(shù)，2001，7（1）:89-92.

[2]鐘德惠，丘紀(jì)華.可磨性對混煤燃燒特性的影響[J].電站系統(tǒng)工程，2003，19（2）:13-14.