低灰熔点煤掺烧与结焦浅析

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【摘 要】本文针对电厂煤中部分中、高硫和低灰熔点煤进行掺烧实验，从中找出掺烧后灰熔点变化基本规律，为配煤掺烧及防止锅炉结焦提供参考。

【关键词】灰熔点；掺烧；结焦

一、设计煤种及煤质参数

（1）锅炉设计煤种。锅炉设计煤种为娄底地区无烟煤，其主要设计参数：收到基低位发热量17412～21231kj/kg，干燥无灰基挥发份7～9%，灰熔点软化温度低于1400℃以上，干基全硫1%以下。（2）公司对入厂煤灰熔点及入炉煤含硫的要求。公司根据入厂煤质的实际情况和锅炉特点，要求入厂煤灰熔点软化温度（ST）应高于1400℃，当灰熔点软化温度低于1400℃的原煤入厂后要做好低灰熔点煤的掺配，防止锅炉结焦；同时对入炉煤含硫要求（St，d）不大于1.2%。

二、历年进厂煤量质基本情况

2008年至2010年公司进煤量从336万吨上升至386万吨，外省进煤量年平均占25%左右，外省煤中云贵地区进煤量约占总量的10%。进厂煤收到基低位发热量在17725J/kg以上、干基全硫在1.1%以下，干燥无灰基挥发分在10.28%以上，基本符合入炉煤设计值要求。云贵地区来煤发热量在20807kJ/kg以上、干基全硫3.22%以下，灰熔点温度ST均在1400℃以下，不符合设计值要求，不能直接入炉，需要掺烧。

三、低灰熔点煤掺配试验

（1）灰熔点检测情况。经对进厂煤灰熔点分片检测，总体结果表明云贵地区煤灰熔点ST温度在1236～1355℃之间，而来煤St，d在0.85～3.31%之间，且灰熔点温度高低与含硫高低无绝对对应关系；省内邵阳地区煤St，d在2～3%，灰熔点ST温度在1270～1330℃左右；其他地区来煤灰熔点ST温度大都在1500℃以上，最低ST温度也在1400℃以上，均符合要求。（2）低灰熔点煤掺配试验。一是掺配方式：贵州水城矿业（简称水矿）/湘煤塘冲矿（简称塘冲）。水矿某矿点进厂煤灰熔点ST温度测试结果为1324℃，塘冲矿进厂煤灰熔点ST温度测试结果大于1500℃，两种煤按水矿/塘冲分别以1/9、2/8、3/7、4/6、5/5、6/4和7/3进行掺配后测试灰熔点。结果显示：水矿低灰熔点煤占总煤量比例≤50%时，灰熔点仍维持塘冲矿煤的高灰熔点不变；水矿煤占总煤量比例>50%～70%时，灰熔点有降低但ST温度大于1400℃，仍属合格范围。二是掺配方式：贵州六枝工矿（简称六枝）/湘煤塘冲矿。六枝某矿点进厂煤灰熔点ST温度测试结果为1270℃，塘冲矿进厂煤灰熔点ST温度测试结果大于1500℃，两种煤按六枝/塘冲分别以3/7、4/6、5/5、6/4和7/3进行掺配后测试灰熔点；结果显示：六枝低灰熔点煤占总煤量比例50%时，灰熔点仍维持塘冲矿煤的高灰熔点不变。三是掺配方式：将水矿和六枝的低灰熔点煤与本地地方多个小矿煤掺烧，结果表明贵州低灰熔点煤占总煤量比例70%及以下时，灰熔点均维持地方小矿煤的高灰熔点。

四、灰渣特点与结焦

在灰渣特性中，其粘度受温度变化影响不同，受温度影响大的称为短渣，影响小的称为长渣。从灰熔点上判别，长渣表现为DT与FT之间温差大，一般达到200℃及以上；短渣表现为DT与FT之间温差小，一般在100℃及以内。在灰熔点温度ST一定时，燃用长渣煤，一般情况下结焦相对进行缓慢；而燃用短渣煤，短时间内可能出现大面积结焦现象。

五、含硫与结焦

已在研究表明，锅炉结焦受结焦指数影响，而结焦指数的高低主要取决于煤灰中碱性氧化物与酸性氧化物的比值。一方面煤灰的结焦指数随着煤灰中碱性氧化物与酸性氧化物的比值增大而升高；另一方面煤中硫含量升高，则结焦指数值增大，结焦越严重。同时只有当煤灰中碱性氧化物与酸性氧化物的比值接近，结焦指数值的大小，才取决于含硫量的高低。因此单纯从煤中含硫量的高低并不能判别该煤种是否容易结焦。

六、结论

（1）贵州水矿和六枝工矿来煤与本省娄底地区煤矿的无烟煤掺烧时，按灰熔点掺烧可掺烧量不超过50%，按入炉煤含硫量掺烧时可掺烧量不超过30%，考虑掺烧的不均匀性，综合考虑云贵地区来煤的灰熔点与含硫两个参数，在同本地无烟煤掺烧时以不超过30%为宜，尽管不同灰熔点煤掺配后灰熔点非线性迭加，但理论上按此比例掺烧应不会结焦。当然，最好通过锅炉掺烧试验后再确定掺烧比例。（2）不同煤种掺烧能在一定程度上综合所掺煤种的灰渣特性，低熔点煤灰容易在受热面上沉积，高熔点固态灰则对受热面有一定的冲刷作用，使沉积量降低，对结焦有缓解作用。（3）影响锅炉结焦的原因很多，煤的含硫量与灰熔点ST温度、炉膛温度与机组负荷高低均对结焦有影响，因此发生结焦时要具体问题具体分析。

参 考 文 献

[1]曹长武.电煤特性标准与应用指南[M].北京：中国标准出版社，2004

[2]曹长武.火力发电厂燃料试验方法及应用[M].北京：中国电力出版社，2004