淺析火力發(fā)電廠循環(huán)流化床鍋爐劣質(zhì)煤摻燒技術(shù)提高經(jīng)濟性的研究與運用

陳國章

中電建電力投資集團華亭發(fā)電有限責任公司，中國·甘肅 平?jīng)?744106

現(xiàn)階段火力發(fā)電廠的發(fā)展過程中，隨著城市化進程的加快以及經(jīng)濟市場的完善，火電廠就面臨激烈的市場競爭。此背景下，就要求火電廠的管理人員加強對作業(yè)成本的重視，通過降低成本的手段提升經(jīng)濟效益，進而增強自身的競爭力。流化床鍋爐劣質(zhì)煤摻燒技術(shù)作為關(guān)鍵技術(shù)手段的一種，通過添加劣質(zhì)煤的手段降低電廠對優(yōu)質(zhì)煤炭的需求量，進而節(jié)約原料成本，就成為電廠發(fā)展的關(guān)鍵。此背景下，就需要相關(guān)人員結(jié)合火電廠的發(fā)展需要對循環(huán)流化床鍋爐劣質(zhì)煤摻燒技術(shù)進行研究，實現(xiàn)效益的提升。

火力發(fā)電站；循環(huán)流化床；劣質(zhì)煤摻燒技術(shù)；經(jīng)濟性

1 引言

火力發(fā)電站作為現(xiàn)階段社會發(fā)展的關(guān)鍵，承擔電力生產(chǎn)的重要任務，但是隨著城市化進程的加快，隨著其余類型電站的飛速發(fā)展，火電站就面臨很大的競爭壓力，一定程度上制約火電站的發(fā)展。所以實際作業(yè)環(huán)節(jié)，就需要相關(guān)人員結(jié)合實際發(fā)展的需要對火電站進行研究，通過專業(yè)手段降低作業(yè)成本，以獲取足夠的經(jīng)濟效益提升競爭力。劣質(zhì)煤摻燒技術(shù)作為先進技術(shù)手段之一，通過優(yōu)質(zhì)煤和劣質(zhì)煤的摻和燃燒降低對優(yōu)質(zhì)煤的依賴，進而減少購置成本。然而實際作業(yè)環(huán)節(jié)，火電站的循環(huán)流化床鍋爐劣質(zhì)煤摻燒技術(shù)性較強，再加燃燒環(huán)節(jié)會產(chǎn)生一些污染，該技術(shù)在落實環(huán)節(jié)就還存在一些隱患，需要相關(guān)人員加強對其的分析。

2 火力發(fā)電站循環(huán)流化床鍋爐劣質(zhì)煤摻燒技術(shù)概述

2.1 概念

火力發(fā)電廠是一種利用燃燒燃料產(chǎn)生熱能，再將其轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電設施。它通常使用煤炭、天然氣、石油等化石燃料作為燃料源。燃料燃燒產(chǎn)生高溫高壓的熱能，然后將其傳遞給鍋爐中的水，使水變?yōu)檎羝?。蒸汽?qū)動汽輪機旋轉(zhuǎn)，進而帶動發(fā)電機發(fā)電。循環(huán)流化床是一種廣泛應用于火力發(fā)電廠和化工等領(lǐng)域的燃燒技術(shù)。它采用了一種特殊的床層結(jié)構(gòu)和氣固分離方式。作業(yè)環(huán)節(jié)，在床內(nèi)注入一定速度的氣體（通常是空氣或氮氣），使固體顆粒床層懸浮起來形成流化態(tài)。然后通過燃燒器或噴嘴向床層中加入燃料（如煤炭、生物質(zhì)等），燃料在床層中燃燒產(chǎn)生熱能。床層內(nèi)的固體顆粒會不斷循環(huán)上升和下降，形成循環(huán)流化床的特征[1]。鍋爐劣質(zhì)煤摻燒技術(shù)是指在鍋爐燃燒過程中，將劣質(zhì)煤（如高灰分、高硫分、高揮發(fā)分等）與優(yōu)質(zhì)煤進行混合燃燒的一種技術(shù)。這種技術(shù)主要是為了有效利用劣質(zhì)煤資源，并減少煤炭資源的消耗。所以實際作業(yè)環(huán)節(jié)，循環(huán)流化床鍋爐劣質(zhì)煤摻燒技術(shù)是將劣質(zhì)煤與優(yōu)質(zhì)煤同時作為燃料，在循環(huán)流化床鍋爐中進行混合燃燒的一種技術(shù)。這種技術(shù)結(jié)合了循環(huán)流化床和劣質(zhì)煤摻燒兩種技術(shù)的優(yōu)點，需要相關(guān)人員加強對其的研究。

2.2 優(yōu)勢

相較于傳統(tǒng)的作業(yè)手段來說，循環(huán)流化床劣質(zhì)煤摻燒技術(shù)具有多重優(yōu)勢，能夠顯著降低作業(yè)成本，需要相關(guān)人員加強對其的研究與分析，以保證其優(yōu)勢的發(fā)揮。首先是燃燒效率高，資源利用率較強的優(yōu)勢，通過在循環(huán)流化床鍋爐中摻燒劣質(zhì)煤，可以有效利用這些資源，減少優(yōu)質(zhì)煤的使用和煤炭資源的消耗，循環(huán)流化床鍋爐具有較高的燃燒效率，劣質(zhì)煤摻燒進一步提高了能源的利用效率。而且劣質(zhì)煤中的高揮發(fā)分和高灰分成分可以提供更多的燃料，增加燃燒熱值，提高燃燒效率。循環(huán)流化床技術(shù)的特點也使得劣質(zhì)煤能夠充分燃燒，提高燃燒效率。其次是增加電力產(chǎn)能的優(yōu)勢，通過循環(huán)流化床鍋爐劣質(zhì)煤摻燒技術(shù)，可以更充分地利用劣質(zhì)煤的熱值，提高鍋爐的燃燒效率，從而增加鍋爐的發(fā)電產(chǎn)能。這樣可以提高發(fā)電廠的電力產(chǎn)量，增加銷售收入。之后是適應能力較強的優(yōu)勢，循環(huán)流化床鍋爐適用于多種燃料，包括劣質(zhì)煤等[2]。對于劣質(zhì)煤的摻燒，循環(huán)流化床鍋爐能夠更好地適應劣質(zhì)煤的特性，實現(xiàn)穩(wěn)定和高效的燃燒；然后是降低作業(yè)成本，劣質(zhì)煤通常價格較低，摻燒劣質(zhì)煤可以降低燃料成本。相比于完全依賴優(yōu)質(zhì)煤，劣質(zhì)煤的利用可以節(jié)約燃料費用，提高經(jīng)濟效益。此外則是環(huán)境保護的落實，循環(huán)流化床鍋爐劣質(zhì)煤摻燒技術(shù)可以有效減少劣質(zhì)煤的排放，降低大氣污染物的生成。循環(huán)流化床鍋爐具有較好的氣固分離特性，床層內(nèi)的固體顆?？梢晕胶筒都蟛糠值牧蚧锖皖w粒物，從而降低煙氣中的污染物排放。鍋爐結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 鍋爐結(jié)構(gòu)

3 火力發(fā)電廠循環(huán)流化床鍋爐劣質(zhì)煤摻燒技術(shù)難點

雖然循環(huán)流化床鍋爐劣質(zhì)煤摻燒技術(shù)能夠很大程度上推動火電廠的發(fā)展，但是實際作業(yè)環(huán)節(jié)依舊存在一些難點，需要相關(guān)人員進行分析。首先是鍋爐適應性問題，循環(huán)流化床鍋爐的設計和設備需要充分考慮劣質(zhì)煤的特性，以確保正常運行和長期穩(wěn)定性。特別是要考慮劣質(zhì)煤的灰熔點、硫分含量等因素對鍋爐的影響；其次是鍋爐穩(wěn)定性問題，劣質(zhì)煤的燃燒特性與優(yōu)質(zhì)煤存在差異，可能會對循環(huán)流化床鍋爐的燃燒穩(wěn)定性造成影響。需要進行適當?shù)娜紵{(diào)整和優(yōu)化，以確保穩(wěn)定地燃燒。然后是環(huán)?？刂品矫娴膯栴}，劣質(zhì)煤中的高硫分和高灰分含量較高，可能會增加煙氣中的二氧化硫和顆粒物排放。在摻燒劣質(zhì)煤時需要采取適當?shù)拿摿蚝统龎m措施，以滿足環(huán)境排放標準。此外則是人員技術(shù)以及意識方面的問題，部分火電站的管理人員對于劣質(zhì)煤摻和燃燒技術(shù)的重視程度不足，沒有積極地引進新技術(shù)，也沒有聘請專業(yè)的技術(shù)人員，就導致該技術(shù)在火電站中的應用存在一些難點，一定程度上制約技術(shù)的落實[3]。所以實際作業(yè)環(huán)節(jié)，火電廠要想保證循環(huán)流化床鍋爐劣質(zhì)煤摻燒技術(shù)的落實以及應用，就需要相關(guān)人員結(jié)合實際發(fā)展的需要對技術(shù)落實難點進行分析，并且在此基礎(chǔ)上制定解決策略。劣質(zhì)煤摻燒技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的燃燒差異見表1。

表1 劣質(zhì)煤摻燒技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的燃燒差異

4 火力發(fā)電廠循環(huán)流化床鍋爐劣質(zhì)煤摻燒技術(shù)的運用策略

4.1 質(zhì)量評估以及預處理

在選擇劣質(zhì)煤摻燒技術(shù)前，需要對劣質(zhì)煤進行全面的質(zhì)量評估。相關(guān)人員需要評估劣質(zhì)煤的灰分含量、硫分含量、揮發(fā)分含量等指標，以及其他有關(guān)燃燒特性的參數(shù)，以確定劣質(zhì)煤摻燒的可行性和適用性，判斷材料燃燒對質(zhì)量的影響。而且劣質(zhì)煤的燃燒特性通常與優(yōu)質(zhì)煤存在差異，為了提高摻燒效果，可能需要進行燃料預處理。這包括煤炭粉碎、干燥、篩分等步驟，以獲得適合循環(huán)流化床鍋爐的燃料顆粒。此外，相關(guān)人員還需要結(jié)合鍋爐的實際需要確定燃料供應和混合方案，由于劣質(zhì)煤與優(yōu)質(zhì)煤的混合需要一個穩(wěn)定和可靠的燃料供應系統(tǒng)[4]?；痣娬竟芾碚呔托枰紤]劣質(zhì)煤和優(yōu)質(zhì)煤的供應來源、儲存裝置、混合比例等。制定合理的燃料供應和混合方案，以確保燃料的均勻供應和準確控制。

4.2 燃燒環(huán)節(jié)的控制

燃燒環(huán)節(jié)流程較多，就需要對燃燒的各項環(huán)節(jié)進行控制。首先是運行監(jiān)測和控制系統(tǒng)，循環(huán)流化床鍋爐劣質(zhì)煤摻燒技術(shù)需要一個完善的運行監(jiān)測和控制系統(tǒng)，以實時監(jiān)測燃燒過程和參數(shù)，并根據(jù)需求進行調(diào)整和優(yōu)化，以確保穩(wěn)定和高效的運行。然后是燃燒的調(diào)整以及優(yōu)化，循環(huán)流化床鍋爐劣質(zhì)煤摻燒需要對鍋爐進行燃燒調(diào)整和優(yōu)化。這包括燃燒溫度、氧氣濃度、空氣分配等參數(shù)的調(diào)整，以實現(xiàn)穩(wěn)定的燃燒和高效能的熱轉(zhuǎn)換。需要進行燃燒試驗和優(yōu)化調(diào)整，確保鍋爐的正常運行和燃燒效果。

4.3 鍋爐的調(diào)整

鍋爐作為劣質(zhì)煤摻燒的關(guān)鍵設備，其質(zhì)量與設計直接影響摻燒結(jié)果，作業(yè)環(huán)節(jié)就需要相關(guān)人員針對鍋爐進行調(diào)整。首先，鍋爐適應性考慮，循環(huán)流化床鍋爐需要考慮其對劣質(zhì)煤的適應性。這包括鍋爐的設計和設備是否能夠適應劣質(zhì)煤的特性，如灰熔點、灰渣特性等。需要進行技術(shù)評估和適應性改進，以確保鍋爐的正常運行和燃燒效果。其次，燃料供給系統(tǒng)的調(diào)整，劣質(zhì)煤與優(yōu)質(zhì)煤的混合需要一個穩(wěn)定和可靠的燃料供給系統(tǒng)。這可能包括燃料混合器、燃料輸送裝置、燃料儲存設施等，以確保燃料的均勻供應和準確控制。最后是通風設計，相關(guān)人員可以改造采用燃燒器中心風、外環(huán)二次風與拱上狹縫二次風相結(jié)合的配風形式，還需要在每臺燃燒器兩側(cè)布置方形二次風噴口，這種形式的噴口風速較高，可增強煤粉火焰的下沖[5]，有利于形成合理的分級配風，使煤粉燃燒初期處于還原性氣氛，對于抑制廢氣的排放也更為有利。

4.4 環(huán)保處理以及廢氣控制

劣質(zhì)煤的燃燒可能會產(chǎn)生較高的排放物，如二氧化硫（SO2）、顆粒物等。為了滿足環(huán)保要求，需要采取適當?shù)膹U氣處理措施，包括脫硫、除塵等技術(shù)，以減少污染物的排放。此外，對廢氣排放進行監(jiān)測和控制，確保符合環(huán)境排放標準。

4.5 完善管理體系，人員技術(shù)培訓

火電站管理人員需要通過規(guī)范的管理制度對工作人員進行節(jié)能約束，同時提高工作人員對設備及機器的認知，減少事故發(fā)生，進而提升節(jié)能效果，可通過獎懲制度落實工作人員的規(guī)范工作效果，對規(guī)范工作的員工進行適當獎勵，加強工作人員的減排意識與積極性，同時對違反工作制度的工作人員給予相應懲罰，實現(xiàn)員工規(guī)范化，提高工作人員的工作質(zhì)量，保證煤炭可以安全運輸、磨粉、攪拌、燃燒。此外，提升工作人員的專業(yè)技能素養(yǎng)也是關(guān)鍵，未經(jīng)過系統(tǒng)的技能培訓與相關(guān)安全教育，會導致在工作中難以按照正規(guī)流程操作，出現(xiàn)安全風險的可能性較大，因此在員工上崗之前，應對相關(guān)人員進行相應培訓，并考核培訓效果，根據(jù)員工特點分配任務工作。

5 結(jié)語

隨著科學技術(shù)的不斷進步，過去那種較為落后的混煤摻燒技術(shù)已經(jīng)嚴重滯后，不能在現(xiàn)代化的電力企業(yè)進行應用，要適應新發(fā)展的技術(shù)出現(xiàn)。鍋爐劣質(zhì)煤摻燒技術(shù)作為先進技術(shù)手段的一種，可以降低生產(chǎn)成本，可以幫助單位獲得很好的經(jīng)濟收益，就成為火電廠的發(fā)展關(guān)鍵。實際作業(yè)環(huán)節(jié)，就需要專業(yè)的技術(shù)人員充分考慮混煤的特性，以其低成本和充分的燃燒等技術(shù)保證循環(huán)流化床鍋爐劣質(zhì)煤摻燒技術(shù)在電廠中的應用。