王偉

摘要：為降低發(fā)電成本，拓寬煤炭供應(yīng)渠道，國內(nèi)各燃煤發(fā)電廠相繼開展了鍋爐非設(shè)計(jì)煤種的摻燒試驗(yàn)研究。首先介紹了電廠鍋爐混煤摻燒常見的三種方式，分析了這三種混煤摻燒方法的優(yōu)缺點(diǎn)，然后介紹了國內(nèi)電廠摻燒煙煤、褐煤、無煙煤的情況;分析了目前電廠鍋爐摻燒煙煤、褐煤、無煙煤時(shí)所存在的問題，并提出了一些切實(shí)有效的技術(shù)措施;最后分析了混煤燃燒對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響，指出需要對(duì)燃燒混煤時(shí)鍋爐性能的變化、摻燒經(jīng)濟(jì)性等問題做深入研究。

關(guān)鍵詞：電廠燃用;混煤技術(shù)

1. 電廠鍋爐混煤燃燒的方式

1.1爐前摻配，爐內(nèi)混燒

這種方式是不同種類的原煤在送入磨煤機(jī)之前，通過輸送皮帶等方式按照需要的比例進(jìn)行相互摻混，并保證摻混均勻，然后一同進(jìn)入磨煤機(jī)磨制成粉，再送入爐膛內(nèi)燃燒。這種摻燒方式適用于管理水平高、堆煤場條件好的電廠，并且更適合于可磨性相近的煤種。被送入各個(gè)燃燒器的煤粉成分都是相同的，通過調(diào)整各摻混單煤的種類和比例即可改變?nèi)霠t煤的各類指標(biāo)。這種方法充分利用了混煤的著火特性接近于易著火煤種的優(yōu)點(diǎn)，有利于混煤的著火燃燒和穩(wěn)定。但是由于混煤可磨性趨于難磨煤種和“搶風(fēng)”現(xiàn)象的發(fā)生，有著混煤燃盡特性趨于難燃盡煤種的缺點(diǎn)。

1.2 分磨制粉，爐內(nèi)摻燒

這種方式將不同種類的原煤送入不同的磨煤機(jī)內(nèi)磨制煤粉，然后通過不同層的燃燒器進(jìn)入爐膛摻燒。這種摻燒方式適用于混煤手段和混煤設(shè)備少，混煤管理水平低的電廠，尤其適用于可磨性差異大的煤種。不同種類煤粉的細(xì)度可

以完全由不同的磨煤機(jī)控制，可以根據(jù)煤種的煤質(zhì)和燃燒特性來選擇送入不同層的燃燒器和不同的配風(fēng)方式，比如：在燃用難燃的煤種時(shí)，將其送入下層燃燒器，延長煤粉的燃燒時(shí)間，加強(qiáng)煤粉的燃盡，并配以高風(fēng)溫促進(jìn)其著火燃燒;將不易結(jié)渣的煤送入高熱負(fù)荷區(qū)域的燃燒器（如燃燒器的中間二層），可有效降低爐膛燃燒器區(qū)域的結(jié)渣傾向。這種摻混方式由于可磨特性接近難磨煤種和“搶風(fēng)”現(xiàn)象的發(fā)生，克服了混煤燃盡特性趨近于難燃盡煤種的缺點(diǎn)，并且避免了爐前摻混不均勻所帶來的燃燒穩(wěn)定性問題，但在摻燒難燃煤種時(shí)，難燃煤種的著火較困難。該方法適用于混煤手段欠缺的火電廠，尤其適用于可磨性差異較大的煤種摻燒。

1.3 分磨制粉，倉內(nèi)摻混，爐內(nèi)混燒

這種方式將不同種類的原煤送入不同的磨煤機(jī)磨成不同細(xì)度的煤粉，然后在煤粉倉內(nèi)完成不同種類煤粉的摻混，并保證摻混均勻，最后通過燃燒器送往爐膛內(nèi)燃燒。這種方式是對(duì)“分磨制粉，爐內(nèi)摻燒”的改良，僅適用于采用中間倉儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)的電廠鍋爐。這種方式不但克服了混煤可磨性接近于難磨煤種，燃盡特性接近于難燃盡煤種的缺點(diǎn)，而且保留了著火特性接近于易著火煤種的優(yōu)點(diǎn)，是前兩種方法的有機(jī)結(jié)合。

2. 我國電廠燃煤面臨的問題

2.1 煤炭分布不均

我國煤炭供求矛盾的根本在于煤炭資源分布極不平衡，煤炭資源分布和消費(fèi)區(qū)分布極不協(xié)調(diào)。我國煤炭資源北多南少，具華北地區(qū)煤炭儲(chǔ)量幾乎占盡全國煤炭儲(chǔ)量的一半，“兩北”地區(qū)煤炭儲(chǔ)量占全國煤炭儲(chǔ)量的近80% 。在各大區(qū)內(nèi)部，煤炭資源分布和消費(fèi)區(qū)分布也極不協(xié)調(diào)。如華東地區(qū)煤炭資源的87%集中在安徽和山東，而工業(yè)則主要集中在以上海為中心的長江三角洲地區(qū);中南地區(qū)煤炭資源的 72% 集中在河南，而工業(yè)則主要集中在武漢和珠江三角洲地區(qū);西南地區(qū)煤炭資源的 67% 集中在貴州，而工業(yè)則主要集中在四川;東北地區(qū)相對(duì)好一些，但也有52%的煤炭資源集中在黑龍江，而工業(yè)則主要集中在遼寧。煤炭資源分布不均導(dǎo)致缺煤地區(qū)往往要花費(fèi)更多的成本獲取煤炭供應(yīng)，在煤炭供應(yīng)緊張的時(shí)候甚至得不到所需的煤炭供應(yīng)，使一些電廠在“廠網(wǎng)分開、競價(jià)上網(wǎng)”的政策形勢下難以獲取競爭優(yōu)勢。

2.2 煤炭運(yùn)力不足

我國煤炭資源分布不均導(dǎo)致北煤南運(yùn)現(xiàn)象的出現(xiàn)，北煤南運(yùn)主要通過鐵路進(jìn)行運(yùn)輸，然而煤炭資源豐富地區(qū)的鐵路干線比較少，導(dǎo)致我國鐵路煤炭運(yùn)

輸能力一直不足，鐵路部門常需組織煤炭運(yùn)輸應(yīng)急行動(dòng)。《中國煤炭行業(yè)分析報(bào)告》指出目前我國煤炭市場供需呈現(xiàn)平衡寬松局面。但由于運(yùn)力不足，許

多電廠仍然處于煤炭供應(yīng)不足的境況。業(yè)界普遍認(rèn)為電煤庫存均值警戒線是 15 天，最低警戒線是 7天，如果庫存低于 3 天，電廠就將面臨隨時(shí)停機(jī)的危險(xiǎn)。國家電網(wǎng)公司統(tǒng)計(jì)顯示，我國華北、東北、華東、華中、西北五大電網(wǎng)各省市的全國直供電廠煤炭庫存量可用天數(shù)為 8 天，其中河南、河北、內(nèi)蒙古東部庫存為 7 天，遼寧庫存為6天，京津唐、浙江庫存為5天，部分電廠庫存甚至低至1天。我國南方地區(qū)大部分電廠不僅煤炭庫存不足，且日耗煤量超過日來煤量，導(dǎo)致電煤庫存還將可能繼續(xù)下降。電煤庫存不足會(huì)增加電廠的風(fēng)險(xiǎn)，降低電廠出力，降低電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

2.4 實(shí)際燃煤偏離設(shè)計(jì)煤種

由于受到煤炭分布不均、煤炭運(yùn)力不足、煤炭價(jià)格上漲的影響，許多電廠來什么煤就燒什么煤，煤種多變且煤質(zhì)偏差，因此使得電廠實(shí)際燃煤常常偏離

設(shè)計(jì)煤種。眾所周知，電廠鍋爐是依據(jù)設(shè)計(jì)煤種設(shè)計(jì)制造的，只有燃用設(shè)計(jì)煤種，鍋爐運(yùn)行才能達(dá)到最佳效果，而當(dāng)實(shí)際燃煤偏離設(shè)計(jì)煤種時(shí)，就無法保證鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，同時(shí)還會(huì)增加對(duì)環(huán)境的污染。電廠燃用非設(shè)計(jì)煤種主要會(huì)帶來以下危害：

① 降低鍋爐運(yùn)行安全性。例如，當(dāng)燃煤灰分含量超過設(shè)計(jì)值時(shí)，爐膛易結(jié)渣，使過熱器處煙溫及氣溫升高，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起管壁超溫，同時(shí)除渣時(shí)間如果很長，爐膛就會(huì)漏入大量冷風(fēng)，造成燃燒不穩(wěn)定甚至滅火，不利于鍋爐安全運(yùn)行。

② 降低鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。例如，燃煤水分增加會(huì)產(chǎn)生大量水蒸氣使排煙熱損失增大，降低鍋爐熱效率，且使引風(fēng)機(jī)電耗增加;燃煤灰分增加會(huì)引起煤在鍋爐中的不完全燃燒，降低燃煤發(fā)熱量，使鍋爐出力下降，機(jī)組不能滿發(fā)等。當(dāng)鍋爐熱效率降低時(shí)，產(chǎn)生相同的熱量就需要燃用更多的煤，使得開采運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用的相對(duì)增加，從而增加發(fā)電成本。

③ 增加對(duì)環(huán)境的污染。非設(shè)計(jì)煤種的硫含量一般較高，許多電廠對(duì)燃煤產(chǎn)生的 SO2 未經(jīng)有效處理就直接排入大氣，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，使我國環(huán)保形勢十分嚴(yán)峻。有資料顯示，我國電力工業(yè)排入大氣的 SO2 多達(dá) 460 萬噸，占當(dāng)年全國 SO2總排放量的 29.5% 。 SO2 的大量排放增加了酸雨覆蓋面積，酸雨污染給森林和農(nóng)作物造成的損失每年達(dá)數(shù)百億元。

3. 結(jié)語

近些年來，國內(nèi)電廠為了拓寬鍋爐燃煤范圍，增強(qiáng)電廠購煤主動(dòng)權(quán)，紛紛開展了混煤燃燒試驗(yàn)，在保證鍋爐穩(wěn)定、安全運(yùn)行的情況下，混煤燃燒都取得了不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益。但是目前摻燒煤種的選擇，摻燒方案的制定，往往都依靠經(jīng)驗(yàn)來決定，亟需對(duì)燃用混煤時(shí)鍋爐性能的變化、混煤特性評(píng)估的成本預(yù)測與采購最優(yōu)化問題做深入的研究，從而形成一套完善的混煤燃燒評(píng)估方法。

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