探究電廠鍋爐混煤摻燒技術(shù)的實踐應(yīng)用

魏 來

（國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110016）

我國傳統(tǒng)的發(fā)電形式一般為火力發(fā)電，需要大量煤炭資源經(jīng)過燃燒形成熱能轉(zhuǎn)換為電能，因此煤炭為此發(fā)電方式的主要能源，然而我國煤炭數(shù)量有限，如今已呈現(xiàn)消耗過渡狀態(tài)，同時隨著科技與信息時代的不斷進步，人們已經(jīng)離不開電力資源，為了節(jié)約能源，加強電力資源的輸入，我國以探究了太陽能發(fā)電、風力發(fā)電等技術(shù)，并廣泛投入使用，取得了顯著效果，但作為我國輸電的主要方式，煤炭燃燒發(fā)電問題也受到了我國相關(guān)部門與有關(guān)學者的高度重視，為了節(jié)約能源，為社會提供高效電能，因此我國熱力發(fā)電應(yīng)根據(jù)煤炭燃燒的特性對鍋爐進行相應(yīng)的升級與改造，在保證鍋爐燃燒、發(fā)電穩(wěn)定的同時，節(jié)約電廠成本，獲得高效利益，達到節(jié)約能源、為社會提供更好地電力服務(wù)目的。

1 混煤摻燒技術(shù)

區(qū)別于傳統(tǒng)的煤炭燃燒技術(shù)，混煤摻燒技術(shù)在鍋爐發(fā)電過程中，將不同種類的煤炭混合、攪拌，并通過加工形成一種新型混合煤進行燃燒。將各種煤炭進行混合、合成的工藝流程并不復雜，但需要一定的關(guān)鍵技術(shù)與混合手段，因此在對不同種類的煤炭進行混合時，要了解各種煤炭的分子結(jié)構(gòu)及燃燒特性，運用固定的比例進行配置加工，才可混合出具有高熱能的混合煤炭，提升燃燒性能，獲得高效的熱能轉(zhuǎn)化為電力，供社會使用。因此，在進行煤炭混合技術(shù)的應(yīng)用時，需要相關(guān)技術(shù)人員及實施人員具有一定的相關(guān)知識，掌握常見物理及化學知識，對各種煤炭的特征與性質(zhì)有充分了解。

1.1 混煤摻燒技術(shù)特性

混煤摻燒技術(shù)需要注意其可磨性、著火性及燃盡特性[1]。其中，可磨性為不同煤炭之間的可磨性差異，由于混合煤炭種類不同，因此煤炭之間的著火性能、著火時常也各有不同，導致可磨性差異較大，若可磨性差異小的不同煤炭混合在一起，雖工藝簡單，但對著火效率無過多改善，而將可磨性差異較大的各種煤炭進行混合，形成新的煤炭可形成可磨性更高的煤炭，煤炭粒徑更粗，燃燒緩慢，較傳統(tǒng)煤炭相比，在釋放相同的熱能同時，混合煤炭可節(jié)省大量煤炭資源，因此在進行煤炭摻燒時，要考慮難磨煤質(zhì)燃燒問題。著火性：煤炭燃燒時，周邊溫度會上升，產(chǎn)生熱分解效應(yīng)出現(xiàn)，煤炭會因不充分燃燒產(chǎn)生焦油并揮發(fā)一些可燃氣體，熱分解效應(yīng)還會受到升溫速率及活化性能的影響，同時，若煤炭燃燒時，會出現(xiàn)失重速率高峰，多種煤炭混合燃燒會出現(xiàn)多種失重速率高峰，說明在進行混合煤炭燃燒時，不同的煤炭仍然具備原有的燃燒特征，且根據(jù)煤炭不同，其著火點不同，混合煤炭會經(jīng)過多次更充分的燃燒，保證了其燃燒效率。燃盡特征：不同的煤炭之間揮發(fā)性能也各有不同，與可磨性相似，揮發(fā)性差異小的煤炭進行混合燃燒時，則處于正常燃燒現(xiàn)象，若揮發(fā)性煤炭差異較大的幾種煤炭融合燃燒，煤炭之間會出現(xiàn)“搶風”現(xiàn)象，指煤炭之間燃燒較快，空氣中的氧氣消耗較為迅速，燃燒較充分，因此，揮發(fā)性較差的煤炭燃燒較慢，無法進行充分燃燒，二混合煤炭的燃燒特性可進行近一步的充分燃燒[2]。

1.2 電廠鍋爐混煤摻燒技術(shù)弊端

電廠鍋爐混煤摻燒技術(shù)雖逐漸成熟且加以利用，但仍舊出現(xiàn)一定弊端[3]。第一，在進行混煤摻燒過程中，由于鍋爐內(nèi)的燃燒物質(zhì)不夠穩(wěn)定，加上鍋爐以適應(yīng)長期的單一煤炭燃燒，易出現(xiàn)自動熄火現(xiàn)象，無法保證混合煤炭擁有一種良好的燃燒狀態(tài)，降低了鍋爐的燃燒穩(wěn)定性，因此，為了避免出現(xiàn)“熄火”現(xiàn)象發(fā)生，需要對鍋爐加入混合煤炭的同時適量加入合適鍋爐的煤炭進行燃燒；第二，在混煤摻燒過程中，易出現(xiàn)風管堵塞現(xiàn)象，使煤炭的燃燒性能大大降低，且風管一旦出現(xiàn)擁堵，會使空氣產(chǎn)生大量阻力，導致鍋爐通風造成影響，不利于鍋爐的整體燃燒及充分燃燒，摻燒中產(chǎn)生的熱效率及發(fā)電效率嚴重下降。

2 傳統(tǒng)燃燒技術(shù)特征

傳統(tǒng)的混合煤是在煤炭燃燒之前將多種煤炭用同一方法混合均勻再進行磨煤操作，將煤炭充分研磨，磨成煤粉便可燃燒產(chǎn)生熱，這種燃燒方式對電廠使用較為廣泛，一般需要較大儲煤場地且一般選用可磨性相近的煤炭在混合煤使用之前充分融合，再投入混合煤，對煤粉的著火特性與燃燒過程中的穩(wěn)定性帶來保障。然而，這種傳統(tǒng)的燃燒技術(shù)存在一定弊端，第一，煤粉無法保證均勻。混合煤的可磨性與難磨煤相似，且煤質(zhì)之間差異性較大，在磨煤過程中，無法保證研磨程度，一旦配比標準不當或管理不到位，易發(fā)生難磨煤的研磨程度不夠或易磨煤的過度研磨情況，會使混合煤分布不均，使煤炭在經(jīng)過燃燒后飛灰含碳量與爐渣含碳量較高，達不到理想燃燒效果，浪費了煤炭資源，加大了電廠成本，不符合我國發(fā)展目標。第二，煤質(zhì)波動受到限制。對于煤質(zhì)波動較大的混合煤炭，其進行混配的設(shè)備質(zhì)量與電廠管理都有較高要求，劣質(zhì)煤炭一般含硫量高且燃燒率低，燃燒后會產(chǎn)生嚴重的大氣污染，因此，在進行煤炭混合時，若摻入劣質(zhì)煤炭會出現(xiàn)摻混手段欠缺、煤炭不均勻現(xiàn)象，在燃燒中，易出現(xiàn)滅火或結(jié)焦現(xiàn)象，若劣質(zhì)煤炭嚴重超標，甚至會出現(xiàn)爆炸或燒損風管等現(xiàn)象。第三，運行時間過長引起成本增加[4]。在進行煤炭混合時，及時手段欠缺，但也要保證混合煤炭的均勻特性，因此，需要大量人工工作對其進行操作，同時在煤炭燃燒時，輸煤設(shè)施應(yīng)長時間運行，在這種環(huán)境下，不但增加了勞動力與勞動強度，還會出現(xiàn)電力消耗，增加了企業(yè)成本，不利于企業(yè)行良好生存。

3 電廠鍋爐混煤摻燒技術(shù)的實踐應(yīng)用

在電廠企業(yè)中，摻燒技術(shù)的作用與優(yōu)勢越來越大，但進行燃燒時也會因不同煤種研磨不均勻或配風不科學等現(xiàn)象影響鍋爐運行質(zhì)量，為了使煤炭在鍋爐中充分燃燒，提升燃燒質(zhì)量，如今很多電廠企業(yè)在運行時都采用不同煤種的粉碎、摻燒技術(shù)，在保證電廠發(fā)展的同時，提高質(zhì)量效率，同時對摻燒技術(shù)不斷升級、優(yōu)化，根據(jù)各種經(jīng)驗對更加高效的摻燒技術(shù)進行探究，形成多種摻燒模式。

3.1 “分磨制粉，爐內(nèi)摻燒”應(yīng)用

發(fā)電廠的煤粉是直接吹制系統(tǒng)，混煤方法一般為直接將各種煤倒入磨煤機中，同時進行相應(yīng)的研磨[5]。在研磨過程中，煤粉在同一時間的磨削時厚度均勻，再將煤粉通過煤機供氣管送至鍋爐內(nèi)燃燒，混合煤在進入鍋爐之前要配備相應(yīng)的磨機，可節(jié)省混合時間，減小混合空間，同時減少勞動力的輸出，不會出現(xiàn)因混合煤的細度分配不均問題，保證了煤的穩(wěn)定性能，可進行充分燃燒，提高煤粉再燃率[6]。隨著電力企業(yè)的不斷發(fā)展，摻燒技術(shù)的有效性經(jīng)過反復驗證已得到較好應(yīng)用，可進行廣泛推廣，因此在發(fā)電廠的煤炭經(jīng)過粉化情況下，該系統(tǒng)是儲能粉化系統(tǒng)，對不同類型的煤炭可進行桐鄉(xiāng)的粉碎組合，在對煤炭進行粉碎組合后，可將燃燒物質(zhì)放在存儲箱中，同時將存儲箱送到燃燒系統(tǒng)的噴嘴，使煤粉通過噴嘴進行噴射，噴射到火焰中形成充分燃燒[7]。這種混合方式的弊端為燃燒煤可輸送到適當位置，改善燃氣鍋的燃燒環(huán)境，鍋爐內(nèi)一旦局部地區(qū)的燃燒系統(tǒng)發(fā)生改變，更適合燃燒不易結(jié)渣的渣煤。同時，由于我國煤炭資源處在嚴重損耗情況，煤炭資源短缺，電力企業(yè)在進行摻混煤炭發(fā)電時會吸收大量當?shù)責o煙低質(zhì)煤，這種無煙低質(zhì)煤的燃燒性能較差，會限制發(fā)電企業(yè)的發(fā)電條件，采用泡沫煤的傳統(tǒng)方法難以保證散煤的可控性，但采用分流粉碎混合的方法可以解決燃燒現(xiàn)場出現(xiàn)的人力不足等問題，使粉煤灰的碳含量增加，保證混合煤具有一定再燃性。

3.2 “爐外磨制、機械摻混、鍋爐內(nèi)燃燒”方式應(yīng)用

這種方式需要倉內(nèi)摻混，因此適用于倉儲式制粉系統(tǒng)。方法為先通過磨粉機將選定的一種煤磨制好，再將磨粉送到同一磨粉倉中，完成混合攪拌，再將攪拌好的煤粉分入鍋爐中。這種方式的優(yōu)點為克服了混合煤炭的燃盡特性與難燃煤種相近的缺點，使混煤著火特性與易著火煤種相近的優(yōu)勢增加，燃燒后，對煤灰中的碳含量進行檢查，其存在的碳含量較少，說明燃燒更加充分，因此此類效果優(yōu)勢較大，可進一步投入使用。

3.3 加強管理制度

完善管理體系，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(shè)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(yīng)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)，由于電廠存在一定不受重視的崗位，這種崗位技術(shù)性差，勞動性較強，對員工的要求不高，因此很多沒有經(jīng)過專業(yè)訓練的人承擔此工作，然而這些人未經(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(yīng)對相關(guān)人員進行相應(yīng)培訓，并考核培訓效果，根據(jù)員工特點分配任務(wù)工作。

4 結(jié)語

隨著社會節(jié)能減排的需求，電廠的發(fā)展方向也逐漸向節(jié)約能源改進，燃煤熱力發(fā)電作為我國主要的發(fā)電方式之一，雖具有一定的傳統(tǒng)化，與風力發(fā)電、太陽能發(fā)電相比缺乏一定環(huán)保性與資源浪費性，但其輸出的巨大電能是其他發(fā)電方式難以比擬的，因此為了節(jié)約能源，減少企業(yè)成本，應(yīng)提高煤炭燃燒的利用率，本文通過探究電廠鍋爐混煤摻燒技術(shù)的實踐應(yīng)用，提出了“分磨制粉，爐內(nèi)摻燒”應(yīng)用、“爐外磨制、機械摻混、鍋爐內(nèi)燃燒”方式應(yīng)用與加強管理方法，為提高煤炭使用效率、達到節(jié)能目的做出改進，符合我國社會發(fā)展形勢，為企業(yè)創(chuàng)造更多收益。