基于电厂锅炉混煤掺烧技术研究与实践

基于电厂锅炉混煤掺烧技术研究与实践

李生祥

国能宁夏大坝三期发电有限公司 宁夏吴忠市青铜峡市 751100

摘要:火电厂作为电力供给的主要单位，消耗这大量的煤炭资源。为了节约煤炭资源,大部分火电厂的锅炉燃烧原料应用的都不是纯粹的煤炭,是把不同种类的煤炭进行混合作为燃料。本文以疆煤（准东煤）对新型的锅炉烘培掺烧技术的实践应用进行了探索，旨在能提高燃烧经济性，提升企业效益。

关键词:火电厂；锅炉；混煤掺烧；准东煤

0引言

对于大部分地区而言,煤炭资源非常匮乏,可供选择的煤种数量并不多,因此有的时候无法实现应用设计的适炉煤种这个要求。为了有效的对这个问题进行处理和解决,大部分火电厂在保障锅炉运行正常的基础上,借助混煤掺烧的技术减小燃料成本,增强燃料的利用率。

1电厂锅炉混煤掺烧技术研究

1.1混煤掺烧技术

混煤掺烧技术即火电厂锅炉发电时,把有的种类不一样的煤炭实施混合以及掺杂,然后经过配置与加工生成混合煤。尽管混煤掺烧技术操作的过程并不复杂,然而其中涉及了很多非常关键的技术，在混合不同种类的煤炭的时候，工作人员必须要充分的分析每种不同煤炭的燃烧性质与结构。同时在混合的过程中,要注重科学合理的配比,其中涉及到的加工技术也至关重要^[1]。在技术应用过程中，工作人员必须要有较强的专业知识基础，并掌握一定的煤炭性质以及相关的技术原理知识。

1.2混煤掺烧技术特性

1.2.1可磨性

对于种类不同的煤炭而言,其可磨性也存在区别。对于可磨性差异较小的煤炭来说,混合的时候掺杂非常容易。如果煤炭的可磨性之间差异较大的话，那么在整体的燃烧过程中，煤炭的可磨性就会整体朝向可磨性更高的方向发展，因此对于一些可磨性较高的煤炭来说,其粒径更粗,而且燃烧速度也较慢。所以在实际的燃烧过程中，工作人员要充分考虑煤炭的可磨性差异问题。

1.2.2着火性

煤质在燃烧时温度会大大增加，在这个过程中就会出现热分解的效应，而在这种效应的影响下，煤炭会发挥一些气体，同时产生相应的煤焦油。从现阶段的情况来看，出现热分解效应会在一定程度上影响到锅炉内温度的提升以及相应的活化能状况。该项技术的着火性能主要体现在热分解效应上，同时在燃烧过程中在失重的速率高峰中也会有一定的体现^[2]。单独的一种煤炭，在燃烧的过程中只会存在一个失重速率高峰,若是混合煤则至少存在两个失重速率高峰。这说明在混煤掺烧时，不同类型的煤炭在燃烧的过程中，根据着火点的不同进行混煤不同类型的煤炭在燃烧的过程中，根据着火点的不同进行混煤掺烧要加大燃烧的力度，从而为相应的燃烧效率提供一定的保障。

1.2.3燃尽特性

煤质之间除了具有可磨性的区别以外,在挥发性方面也存在区别。若将挥发性区别较小的煤质实施融合,则会发生抢风的情况。这种情况指的是对于挥发性比较高的煤质而言,燃烧的过程中会在短时间内消耗氧。对于挥发性较差的煤质,燃烧的速度是非常缓慢的,而且没有办法完全燃烧,这指的就是混煤掺烧的燃尽特性。

1.3电厂锅炉混煤掺烧技术存在的不足之处

火电厂的混煤燃烧过程中，由于锅炉内的燃烧状况较为复杂，很容易不稳定，一不小心就可能会发生灭火的情况。出现这种状况的主要原因就是很多火电厂的锅炉在长期燃烧的过程中，很多锅炉都已经习惯了单煤炭种类的燃烧状况。如果在这种情况下使用混煤掺烧技术，会影响锅炉的正常燃烧效率，甚至导致火电厂锅炉中的燃烧状况以及稳定性下降。针对于这种燃烧不稳定的状况，在进行煤炭的混煤掺烧的过程中，工作人员则需要根据实际的燃烧状况进行科学合理的混掺煤炭^[3]。不仅如此,进行煤炭掺烧时,很容易发生风管堵塞的情况。若发生这种情况，影响到整体的燃烧性能，而且也会加大一次风管的阻力，会影响到锅炉的整体燃烧效率。如果一次风管出现了堵塞的现象的话，这就会导致风管的正压值极速升高，严重超出正常的数值。如果工作人员无法确保锅炉内的混煤掺烧状况良好，这也会使得整体的生产效率急速下降。

2 疆煤（准东煤）掺烧的应用

2.1 新疆煤炭概况

准东煤田东西长约220公里，预测储量3900亿吨，20005年探明煤炭资源储量为2136亿吨，是我国最大的整装煤田，以我国煤炭年使用量计算，一个准东煤田就够全国使用一百年。有了丰富的资源储备和完备的开发条件，准东煤田将成为我国煤炭行业新一轮的热点，同时将发展成为我国又一个重要的煤电煤化工基地。

2.2 准东煤的主要特点

准东煤的生成年代为侏罗纪晚期，煤质的灰熔点较低，软化温度基本低于1100℃，很多煤种属于短渣煤，软化温度到熔化温度间隔30–50℃，对于炉膛温度的敏感性更高。而且经研究发现，准东煤的密度小、硬度低、热爆性好，煤质灰分低、硫分低，轻质挥发份含量较高，造成准东煤的着火温度较低，而准东煤煤质中的惰质组成分高、镜质组成分少，这就表明准东煤在炉膛内的燃烧时间增加，相较与其他煤种需要更长的燃尽时间，这对于燃煤电厂的锅炉设备参数提出了很高的标准，也对锅炉燃烧调整的控制更为困难，对燃烧参数的控制要求更高、更精细，对于锅炉燃烧调整来说挑战性进一步增加。因此准东煤在锅炉燃烧中由于其灰熔点低、惰质组成分高的特点，在实际燃烧过程中出现锅炉大面积结焦的问题。而且由于其密度较小、硬度低的原因，会导致煤粉颗粒密度降低，在炉膛内的停留时间减少，炉膛宽度方向上的运动距离缩短，煤粉颗粒密度发生变化时会直接影响到煤粉在炉膛内的停留时间，此时煤粉粒度减小，这种趋势会更加剧。这就导致了准东煤在燃烧过程中出现沿燃烧行程各段受热面均可能严重的结焦(渣)现象；再加之准东煤属于于短渣煤，软化温度到熔化温度间隔小，结焦(渣)粘性较大，强度较高，一旦出现结焦(渣) 发展速度很快，初期如果得不到控制，跨过临界点后，运行中难以缓解。

2.3 准东煤掺烧的特性研究

鉴于准东煤灰熔点低、易结焦（渣）的煤质特性，在混煤掺烧时需要注意严格控制入炉煤硫分，避免高硫煤和准东煤混烧，尽量采用分磨掺烧方式，还应确保锅炉氧量充足，避免缺氧燃烧，减少主燃烧区域还原性气氛的产生，防止进一步加剧受热面结焦（渣）。在燃煤电厂混煤掺烧准东煤的过程中应制定详细的燃煤掺配方案，专人负责掺配掺烧，同时要对制粉系统特性充分了解和掌握，定时进行煤粉细度试验，通过对锅炉结焦情况变化的了解，及时调整煤粉细度和一次风速，增加准东煤的燃烧时间，严格监视炉膛出口烟温和受热面的换热比例，提高燃烧调整控制的精度。

2.4炉外磨制、机械掺混、锅炉内燃烧方式应用

在应用该种方式进行生产的过程中，工作人员需要在仓内将煤掺烧混杂，因此对于仓储式的制粉系统来说这种方式是非常合适的。主要操作是先通过磨煤机将所需要使用的煤进行粉碎，然后再将其送至粉仓内进行混合搅拌，在完成上述操作后将其送入到锅炉中燃烧。通过使用这种方式能够很大程度上克服该种技术应用不足的特点,从而优化混煤的着火特性，在完成燃烧后，工作人员需要对灰渣含碳量进行准确检验。如果含碳量比较低,则表明燃烧的非常完全,所以应用这种方式具有非常大的优点,能够较为放心地投入使用。

3结束语

总之,通过加强对于电厂锅炉混煤掺烧技术的全面应用研究，能够有效提升对于资源的应用效率，但其中也存在很多的不足之处。从现阶段的情况进行分析，电场在应用该项技术的时候，通过应用多种不同的方式能够有效提升燃烧效率，提升生产质量，具有很高的研究价值与实践价值。

参考文献:

[1]宋小俊. 电厂锅炉混煤掺烧技术研究与实践[J].石化技术,2020,(23):156-158.

[2]贾文. 电厂锅炉混煤掺烧技术与节能运行研究[J].四川水泥,2020,(3):120.

[3]张平,陈陆剑,华,等. 300MW 循环流化床锅炉大比例掺烧煤泥试验研究[J].洁净煤技术,2020,26(1):65-70.