电厂锅炉混煤掺烧技术的实践分析

电厂锅炉混煤掺烧技术的实践分析

桂强

天业集团能源管理公司天能电厂

摘要：为了缓解电厂燃煤供应紧张形势等问题，大部分燃煤电厂开始采用混煤掺烧技术．由于目前锅炉机组主要采用基于人工经验确定混煤掺烧方案，但这种方法容易导致锅炉机组燃烧不稳定、燃烧效率降低、设备磨损严重等问题，因此，需对锅炉机组的混煤掺烧方案进行优化。电厂锅炉的混煤掺烧技术，对于提高电厂锅炉的燃烧率和资源利用率有着很大的帮助，但同时也存在一定的弊端。而混煤掺烧技术是一项技术原理比较复杂的技术，其有着着火性、燃尽性以及可磨性的特征。目前来看，电厂锅炉混煤掺烧主要有着直吹式制粉系统和仓储式制粉系统两种方式，这两种方式在电厂中得到了广泛的应用，有着重要的研究价值。

关键词：电厂锅炉；混煤掺烧技术

引言

随着煤炭等能源短缺问题的日益严重，混煤掺烧技术为电厂发展提供了新的思路和方向。锅炉机组采用混煤掺烧时，当其掺烧煤种中的灰分发生变化时，其燃烧产生的粉煤灰量及粒径大小分布也会随之改变．灰渣系统设备主要包括除尘器、灰浆泵及粉煤灰处理设备。综合考虑除尘器、灰浆泵、离心分级设备和磨粉机运行的电耗、除尘器效率、锅炉冷灰斗的落渣系数及混煤中的灰分等影响因素，为了有效的保证电厂运行时的安全和发电效率,将混煤掺烧技术应用于电厂锅炉中，不仅克服了传统单煤种燃烧的缺点，还有效地提高了电厂运行的稳定性、安全性以及经济性，对保障国家能源安全，实现可持续发展至关重要。

1电厂锅炉混煤掺烧技术的特性

1.1可磨性

不同类型的煤炭，其可磨性就会有着一定的差别。如果是可磨性差异比较小的煤炭进行混合，那么很容易就能掺杂的一起。而如果煤炭之间的可磨性差异比较大，整体煤炭的可磨性就会趋向于可磨性比较高的煤炭，而可磨性高的煤炭粒径更粗，因此燃烧起来也更慢。所以在煤炭进行掺烧的时候，一定要对难磨煤质燃烧问题进行考虑。

1.2着火性

煤质在燃烧的过程中，温度上升时会有这一种热分解效应，在热分解效应下，煤质就会产生煤焦油和一些挥发气体。目前来看，煤质着火特性所引起的热分解效应会受到升温速率和活化能的影响。混煤掺烧技术的着火特性除了体现在热分解效益上外，还体现在燃烧中的失重速率高峰。单一煤种在燃烧中会出现一个失重速率高峰，而如果是混合煤种的话，就会至少出现2个失重速率高峰。这就表明混煤掺烧的过程中，各种煤质仍然会有着自身的燃烧特性，根据着火点的不同，混煤掺烧会进行多次的大力燃烧，也正是这个特性保证了混煤掺烧技术燃烧效率。

1.3燃尽特性

煤质之间除了可磨性有着差异之外，其挥发性也有着一定的差异。如果是挥发性差异比较小的煤质进行融合的话，那么在混煤掺烧中就会是一个正常燃烧的现象。而如果是挥发性差异较大的煤质进行融合的话，那么就会出现一种抢风现象。这种现象指的则是挥发性较高的煤质在燃烧中会迅速产生燃烧，在迅速燃烧的过程中氧气就会被快速消耗。这就导致挥发性比较差的煤质燃烧过程较为缓慢，并且始终不能够燃尽，这就是混煤掺烧的燃尽特性。

2电厂锅炉混煤配比方案

2.1煤种工业分析

测定煤的工业成分就是测定煤中水分、挥发分、固定碳、灰分的质量百分比含量。根据工业分析组成，可以掌握煤在燃烧时的特性，这样便于对锅炉燃烧进行相应的调整，改善燃烧工况，提高经济效率。因此，主要以SDTGA2000自动工业分析仪对煤种的特性进行工业分析。

2.2掺烧比例确定

在保证锅炉安全、经济和环保运行的同时，不同煤种的混合燃烧比例已成为亟待解决的问题之一。因此，以经济性和环保性作为目标函数计算混煤配比，特采用多目标配煤模型来确定混煤最佳配备的方法，具有较高的综合效益。首先，在计算混煤配比时，考虑到各目标之间没有联系，会使得决策过程变得复杂，很难做出决策，故，以经济性、环保性作为主要目标函数，建立多目标决策模型其次，采用线性加权和法将多目标决策转化为单目标决策，并将多目标决策转化求解。

2.3混煤工业分析

通过对煤种的工业分析与多目标数学模型的建立，最终确认混煤掺烧比例，现对混煤进行工业分析，除混煤水分含量与前述设计混煤明显增大外，其他含量均在可控范围内。

2.4掺烧方式确认

混煤掺烧方式共计4种：一是炉前配比掺混，炉内混烧；二是分磨制粉，炉内掺烧；三是分仓储存，分磨制粉，炉内掺烧；四是分磨制粉，仓内掺混，炉内掺烧。根据电厂的实际运行情况，选择混煤掺烧方式进行混煤掺烧。

3电厂锅炉混煤掺杂技术实践应用

3.1直吹式制粉系统锅炉掺烧技术

直吹式制粉系统锅炉的掺烧技术，是一个较为重要的混煤掺烧技术。在直吹式制粉系统中，根据原煤的不同种类，运用不同的磨煤机来进行磨制，并且要保证磨制的煤粉整体上粗细均匀，并且在磨煤机进行磨制以后，需要将原煤直接传送到炉内，并且在炉内进行掺烧。虽然直吹式混煤掺杂技术需要配备不同的磨制机，在成本上略高。但是其在应用中节省了在进入锅炉前，混掺所要消耗的时间。此外，这种方法还可以克服传统锅炉中细度不均匀的技术难题，在电厂中已经有着较为广泛的应用。并且经过实践发现，直吹式制粉系统锅炉掺烧技术除了有着比较好的燃烧效果之外，还有着燃烧稳定性以及经济性的优势，对电厂锅炉运行有着很重要的推动作用。

3.2仓储式制粉系统锅炉掺烧技术

除了直吹式制粉系统外，仓储式制粉系统也是锅炉混煤掺烧技术常用的一个方式。仓储式制粉系统和直吹式制粉系统一样，都是运用不同的磨煤机对不同煤质进行磨制。不同的是，仓储式制粉系统运用中磨制出的煤质都会被输送到粉仓当中，然后再通过粉仓和燃烧器的对接，最后进行煤粉在炉内的混合燃烧。仓储式制粉系统锅炉掺烧技术在实际运用中可以根据锅炉内的燃烧情况输送不同的煤种，这在一定程度上节省了煤质资源的浪费，并且能对于锅炉内的燃烧环境进行改善。另外，对于仓储式制粉系统来说，还有着一种混煤掺烧方式。这种混煤掺烧方式同样也是通过磨煤机将各种煤种按照锅炉燃烧的要求磨制成煤粉。不同的则是煤粉在煤粉仓内部的时候，应该完成煤粉的混掺，然后再将煤粉通过各个燃烧器的喷口输送到锅炉内部进行燃烧发电。通过这种掺烧技术，可以有效保证那些可磨性比较差并且难以燃尽的煤种得到充分的燃烧，不造成煤种浪费，并且在此基础上，还可以让燃烧质量得到了保证。

结束语

现代社会对于电力的需求越来越高，相应的也对电厂的运行提出了更高的质量要求。但是随着煤炭资源的短缺，也为电厂锅炉提出了一定的挑战。为了有效的保证电厂运行时的安全和发电效率，需要电厂的相关人员掌握混煤掺烧技术有关的一系列技术要点。不仅能在保证锅炉机组安全性和环保性下全流程经济性最优，还拓宽混煤掺烧时采购煤种区间，使混煤掺烧时锅炉机组变负荷运行更加安全、环保和经济，为锅炉机组实际混煤掺烧配煤方案的优化提供了可靠的定量依据，对锅炉机组混煤掺烧配煤方案优化具有重要的理论指导意义。

参考文献

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