掺烧配煤在我厂的重要性

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【摘 要】能源作为国民经济的重要物质基础,是国家经济可持续发展的重要保证。我国是世界上少数几个以煤炭为主要能源的国家之一,煤炭生产和消费量比重均占世界前列,其中火电动力用煤占主要地位。由于目前市场发电用煤供应紧张，我厂现在面临来煤煤种变化大，来煤时间不稳定，实际燃用煤质较设计煤种变化较大，直接导致锅炉效率下降，电厂整体经济性下降。通过规划模型优化掺烧、配煤，在保证锅炉正常燃烧的前提下，计算费用最低的配煤方案，依据混合煤中，煤的挥发份、发热量等煤化参数的线性可加性，通过对燃煤的着火特性、结渣特性、制粉系统干燥出力等方面，合理利用掺烧配煤，可起到扩大煤源，降低燃烧费用，保证机组安全、经济运行的作用。

【关键词】掺烧；配煤；发热量；低硫；安全

1掺烧，配煤的必要性

1.1 引言

我国火力发电用煤占原煤消耗的三分之一，而且发电煤量的比例还会逐渐提高。由于煤耗量增大，而运输能力又不足，国家又要求火电厂尽量燃用劣质煤，目前难以购买到完全适应锅炉燃烧的煤炭，因此象我厂必须燃用混配煤，因我厂建厂较早，当初设计的时候没有设计混配煤方式，而现今的燃烧技术和烟气净化技术需要对锅炉进行大量的技术改造，其费用昂贵。因此积极发展掺烧配煤技术，提高配煤比重是一种符合我厂经济运行的有效措施。燃用混煤时，若煤种选择恰当、混合均匀、配比合理，并创造良好的燃烧条件，则能发挥各煤种的优越性，取长补短，给锅炉的安全和经济性带来良好的影响。

1.2 煤质的影响

煤质对燃煤电厂的安全与经济运行至关重要。煤质改变将给锅炉，乃至整个电厂带来很多问题，主要表现在以下几个方面

1.2.1 煤质下降或燃煤某些参数的变化，可能造成锅炉机组的某些设备不能满负荷运行而限制锅炉的出力。

1.2.2 煤质下降使电厂煤耗和厂用电率上升，可用率下降。

1.2.3 煤质下降使检修和更改工程费用大幅上升，增加环保方面的费用

另外煤的特性在很大程度上决定了煤的价格，因此，如何保证煤质从而使我厂经济效益达到最佳，就成了我厂需要解决的重大问题之一。

1.3 掺烧，配煤可行性

由于我厂是烧煤为主的电厂，煤是主要燃料，而煤粉燃烧会产生大量的污染物，如果我们能够将不同的煤种进行掺烧，选择合适的配煤比例，则能满足锅炉安全运行，以及降低污染物，使环保达标的需要。配煤就是要发挥各个单种煤的特点，相互取长补短，使原本不适合单烧的煤，经过合理配制，制成一个新的煤种，使煤质与锅炉特点相适应，并能保证混配煤质量相对稳定。由于来煤煤种繁多，煤质参差不齐，故可以节约优质煤，做到物尽其用。因此掺烧配煤需要更深入地研究如何设计和优化配煤方案

2 掺烧配煤的原理

为了保证锅炉的安全性、经济性及环保的需要，对煤质提出各种要求达到的指标，如挥发份、低位发热量、灰分、水分、硫分、灰的融熔特性等，这些指标构成煤种混配煤的条件

2.1 可燃质挥发分

燃煤的挥发分是煤质的重要指标，也是判断煤的着火性能、燃烧稳定性的首要指标。煤中挥发份含量随着煤的地质年代和煤化程度而有规律地变化。地质年代越短、煤化程度越低的煤，挥发份含量越高。煤种含碳量、含氧量及发热量随挥发份的变化呈现出具有统计性质的变化规律。挥发分含量越高的煤，着火性能越好，燃烧稳定。虽然影响煤粉着火温度的因素很多，但挥发分含量是影响着着火温度的一个重要因素。

2.2 发热量

煤的发热量是煤质的另一个重要指标。作为动力燃烧，发热量越大，经济价值愈大。从大量煤质统计规律可知，煤的收到基低位发热量是灰分、水分、挥发分的函数，不是一个独立变量，不能构成独立的约束条件。对进厂煤发热量要求，主要是考虑到它本身的经济价值。对混配煤发热量要求是考虑到经济和技术两个方面的因素。发热量越低，磨煤和输送耗电量越大，厂用电增加，发电成本增加。煤种混配时，应考虑即满足锅炉燃烧，又能增加经济效益为准。

2.3 灰分

灰分对火力发电厂的安全生产和经济效益影响较大。煤中灰分含量增加，火焰传播速度减缓、着火推迟，燃烧稳定性差。灰分含量增加，也会使焦炭烧烬程度变差，机械不完全燃烧热损失随之增加，灰渣物理热损失增加。煤的灰分含量增加，受热面污染和磨损加剧，输煤、制粉、燃烧器、引风机、除尘器等设备严重磨损，导致锅炉机组事故率上升，检修工作加大。

2.4 水分

燃煤水分增加，因部分热量将消耗在水分的蒸发和过热，使炉膛燃烧温度水平降低，导致燃烧稳定性下降，减少煤粉的燃烬程度。燃煤水分增加，使排烟体积增加，排烟温度提高，排烟热损失增加，锅炉热效率降低，发电煤耗增加。煤中水分过多，原煤流散性恶化，则引起原煤斗、给煤机、落煤管内原煤粘结堵塞。当表面水分小于8％时，能保证正常运行；当表面水分大于8％时，即会造成输煤、给输煤系统运行上的麻烦；若表面水分更大，超过12％～17％，对我厂输煤设备运行的可靠性将受到严重影响。

2.5 硫分

燃料中的硫分虽然是可燃物质，但含硫过高会引起锅炉空气预热器腐蚀和堵灰，并造成大气污染。因此，硫分为有害物质。燃料中的氢和水分在燃烧时，转换成烟气中的水蒸气。当煤的水分含量不是很高时，这部分水蒸气的露点较低，不易在锅炉尾部空气预热器管内凝结。煤中硫分燃烧后形成二氧化硫和三氧化硫。

二氧化硫和三氧化硫结合成为硫酸蒸气。烟气中硫酸蒸气的凝结温度即为酸露点。酸露点远高于水蒸气露点，很容易在空气预热器管内凝结，造成空气预执器堵灰和腐蚀。且燃料中析算硫分Sz越大，酸露点越高。

2.6 灰的融熔特性

灰的融熔特性对锅炉运行影响很大。固态排渣煤粉炉在燃烧灰熔点比较低的煤时，将会产生结渣。液态排渣炉燃烧灰熔点较高的煤时，又不能顺利排渣。为了保证炉膛出口对流受热面不至结渣，需要控制炉膛出口烟气温度低于灰分变形温度DT以下50～100℃。当ST＞1350℃时，炉膛结渣可能性大大减少。

以上全面地分析了煤种混配煤时可能出现的情况，对于我厂，应根据具体情况，选择科学合理的掺烧配煤方式。

作为我厂主要燃料的煤炭是属于一次不可再生能源，随着国民经济的快速发展，煤炭逐步走向市场经济，煤炭供应将日趋紧张。燃煤供应长期稳定且均质化是保证我厂安全运行主要因素之一，但由于目前煤炭市场供给与需求的不平衡，使得我厂面临煤源无保证、供煤不稳定的问题。我厂如果仅仅靠燃用设计煤种，一方面，会造成进煤渠道单一，来煤无法得到保证；另一方面，会因为煤炭价格升高导致企业经济向下降，甚至会亏损。在实际生产中，我厂来煤的渠道较为复杂，煤质变化很大，甚至导致电厂经济性下降。为增强适应市场变化能力，我厂也针对煤质变化作了大量的掺烧配煤工作。本文仅根据掺烧配煤原理，针对我厂的实际情况进行了初步探究，不足之处敬请指正。

参考文献

[1]钟辉、张军等，配煤是稳定发电煤质的方法之一，《锅炉技术》2001.12

[2]白舔中. 《煤炭的开发和转化.太原》山西科学教育出版社

[3]刘润来等《燃料设备运行》中国电力出版社

作者简介：

吕春江，男，1979年7月出生，1998年7月毕业于保定电力学校，大专，助理工程师，燃料管理部取样班班长。