掺配煤技术在火力发电厂锅炉燃烧中的应用探讨

眭永涛

摘 要：社会经济的发展离不开电力的支持，就目前来看，我国对于电力的需求越来越高，而为了满足人们日常生活生产对于电力的需要，国家也在大力推广电力项目的建设。火力发电厂为了节约煤炭资源，同时也是为了能够使煤炭资源的利用率能够达到最高，很多采取了掺配煤技术来提高煤炭在锅炉中的燃烧效率。文章主要就掺配煤技术应用的必要和意义、在混合掺配时需要考虑的煤种特性以及传统掺配煤技术的不足进行分析，并且提出火力发电厂在使用掺配煤技术时的几点建议。

关键词：掺配煤技术；火力发电厂；锅炉燃烧；应用；探讨

中图分类号：TM621.2 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）15-0048-02

伴随着我国社会经济的不断发展，经济水平也在逐渐的提高，人们对生活质量的要求也越来越高。而要保证我国国民的生活质量，首当其中的，就是要保证电力的正常供应。根据BP公司发布的《世界能源统计评述》来看，在2009～2014年这几年间，全球的电力消费总量增加了17%，美国的电力消费只增加了4%，而我国则在这短短几年间增加了52%。而之所以我国的电力消费会有如此大的提升，除去我国这几年经济高速腾飞以外，也与我国电力项目发展迅猛有着极大的关系。从2002年的电力体制改革开始，我国的发电装机容量就在不断地增加，净增规模已经超过了10亿kW。2011年，我国的发电量达到4 713 TWh，超过美国成为全球最大的电力生产国。而到了2015年，全国6 000 kW以上包括6 000 kW的电厂发电装机容量已经超过了14亿kW，年均增长达8.5%。而在这其中，虽然由于新能源不断地开发利用，火力发电的占比有所减少，但是仍然在65%以上，火力发电依然是我国电力行业中最为重要的一部分。

1 加强掺配煤技术在火力发电厂锅炉燃烧应用的 意义

在火力发电中，煤炭的使用占据了火力发电成本的70%。而就目前我国的情况来看，我国的煤炭生产量虽然位居世界第一，但是我国的煤炭消费量同样的在世界上排名前列。在2014年的时候，全球煤炭产量为81.65亿t，而我国的煤炭产量就达到了38.74亿t，占比全球煤炭产量的47.45%。

与此同时，在2014年时，我国的煤炭消费量为35.1亿t，占据全球煤炭消费总量的50.55%。虽然从数据上来看，我国的煤炭行业正处在一个生机勃勃的时候。但需要注意的是，虽然我国的煤炭资源十分丰富，但是其分布却极度的不均衡。

现在我国的煤炭资源主要是集中在北方的大兴安岭-太行山与贺兰山地区，以及南方的云贵、四川地区。大兴安岭-太行山与贺兰山地区主要囊括了内蒙古、山西、陕西、宁夏、甘肃、河南全境或者大部分区域，其煤炭资源量约占全国的煤炭资源量50%左右。而云贵、四川这三省的煤炭资源量虽然不如北方的丰富，但是也占据了我国南方煤炭资源量的91.47%。不过云贵、四川地属偏远，煤炭主要消耗地又是集中在发达的东部和南部的沿海地区，由于当地经济的高速发展以及社会建设的不断加快，其对煤炭的需求也越来越大，往往需要采取北煤南运或者西煤东运的方法才能满足东部和南部沿海地区的需求。但是，北煤南运以及西煤东运的运输成本较高，并且，一旦中途出了任何的意外，所需用煤无法及时抵达的话，就很容易造成当地市场煤炭资源匮乏，进而影响当地煤炭价格，导致价格飙升，整个煤炭市场紊乱。

为了改善并解决由于当地煤炭资源匮乏所可能对企业带来的不良影响，许多火力发电厂采取了在锅炉燃烧时不再使用单一设计的煤种，而是使用混煤来进行燃烧，这也就是笔者今天要探讨的掺配煤技术。

如果能够科学合理的使用掺配煤技术，不仅能够保证锅炉燃烧时的高效和稳定，同时，结合不同煤种的特性，还可以掺烧一定量的劣质煤，大大提高了煤炭资源的利用率。而由于掺配煤技术是采取结合不同煤种的方法，也可以让火力发电厂摆脱以往对于单一煤种的依赖，让火力发电厂拥有更多的主动权。

在掺配煤技术中，需要的是通过不断地优化不同煤种的配比，在提高燃烧的效率的同时，也需要注意适应锅炉设计的问题。比如在火力发电厂中，炉膛结渣是一个十分常见的行业问题，然而此问题会对锅炉几组产生严重的安全隐患。而掺配煤技术可以通过对不同煤种的选择和配比，来很好的缓解这一问题。

最后，众所周知，在火力发电厂燃烧的时候，不可避免的会产生大量的粉尘、SOX和NOX等一系列的污染物，对周边的环境产生极为恶劣的影响。而使用掺配煤技术，通过选取和配比，还可以有效地降低污染物的排放，减少对周边的环境污染。

2 掺配煤特性的分析

从上文来看，我们可以看出，掺配煤技术的应用能够为火力发电厂的锅炉燃烧提供更大的帮助。然而，掺配煤技术虽然从操作的方法上来看极为简单，就是将不同的煤种进行挑选，混合配比后再一起投入到锅炉中进行燃烧使用。但是，在实际的应用过程中，则需要十分了解和清楚不同煤种的燃烧特性，这样才能知道煤种之间的最佳的掺配设计和混合比例，以此来保证混合煤的燃烧特性，使其能够在锅炉燃烧中达到最大的燃烧效率。而怎样的燃烧特性才能在燃烧时达到我们想要的效果呢，主要是参考以下几种特性。

2.1 统一的可磨特性

混合煤的可磨特性指的就是掺配的两种或者多种煤种，在进行研磨之后的研磨效果。

众所周知，在火力发电厂中，为了能够让煤炭进行充分的燃烧，一般会先将煤炭进行研磨至粉末状后，才将煤炭粉末投入到锅炉中进行燃烧。在大力推广掺配煤技术后，混合煤的燃烧同样也需要将煤炭研磨成粉末才能进行燃烧。但需要注意的是，并不是所有的煤种其研磨后的研磨效果都相同，不同煤种间研磨的颗粒也存在着大小的差异。因此，在选择煤种进行掺配的时候，一定要考虑到不同煤种的可磨特性，这样才能保证煤炭的充分燃烧。否则很有可能就会出现，颗粒大小不一样的煤种在锅炉中进行燃烧后，有一部分大颗粒的粉末无法充分燃烧，导致煤炭的燃烧利用率大打折扣，违背了采取掺配煤技术的初衷。

2.2 统一的着火特性

不同的煤种之间其着火特性有着区别，在煤炭燃烧的环境中，只有当氧气充足，并且温度足够达到煤炭的着火点，才能使煤炭发生热分解反应，产生热能。然而，不同的煤种其着火点不同，因此，在掺配不同煤种时，也一定要注意掺配煤的着火点。这是因为，即便是处于在混合煤的情况下，不同煤种的着火特性也还是独立保持着。在锅炉燃烧的时候，着火点低的煤种会先开始燃烧，然后在先一种燃烧的煤中产生了热能，使锅炉内的温度达到难然后煤种的着火温度时，后一种煤种才会开始燃烧。这样一来就极大的影响了锅炉的燃烧效率，因此，在选择不同煤种进行混合掺配的时候，最好要选择着火特性相近的煤种，这样才能保证煤炭的燃烧效率。

2.3 统一的燃尽特性

我们都知道，煤炭在燃烧过程中，需要大量的氧气支持。而在火力发电厂的锅炉燃烧中，如果使用的是混合煤，而这两种混合煤的燃尽特性相差较大的时候就会发生一件事，那就是混合煤的整体燃尽特性会更加接近难燃尽煤种的燃尽特性。这是因为混合煤在进行燃烧的过程中，易于挥发的煤种会先一步消耗锅炉内的氧气，使得难燃尽煤种在燃烧的过程中出现缺氧的状况，这样一来不仅不易于难燃尽煤种的燃烧，使其燃烧的时间加长，更加影响混合煤的燃烧效果。因此，在进行掺配混合的时候，一定要考虑不同煤种的燃尽特性，使其燃尽特性尽量达到统一。

3 传统掺配煤技术的不足

目前在我国的大多数火力发电厂中仍然采取的是传统的掺配煤技术。传统的掺配煤技术所使用的方式就是“炉前掺配、炉内燃烧”，这种方法就是先将选取好的煤种进行比例混合，然后再将煤种放入到研磨机中进行充分研磨，得到研磨好的煤炭粉末后，最后再投入到锅炉中燃烧。这样传统的掺配煤技术灵活性很高，方便工作人员的操作，但是也存在十分多的不足。比较突出的有三点：由于可磨特性不同带来的煤炭颗粒大小不一，导致煤炭无法充分燃烧；由于不同煤种的燃尽特性不同，导致锅炉供氧不足，造成燃烧效率低下和原料浪费的现象；由于不同煤种在掺配比例中所占的多少不同，导致煤质不均，直接影响了混合煤的整体质量。

4 针对传统掺配煤技术的改良

针对传统掺配煤技术的不足，我国火力发电厂的相关技术人员也在此技术上进行了一系列的改良，并且探索出了新的掺配煤技术，以此来提高煤炭的燃烧效率。而具体的改良方法，根据不同火力发电厂所配备的制粉系统可以分为两种。

4.1 直吹式制粉系统

针对直吹式制粉系统，在传统掺配煤技术的改良上主要是针对研磨步骤。将原本的先选取煤种进行一定比例的混合配比后一起进行研磨改为将不同的煤种分别放置于不同的研磨机中进行研磨，然后再通过各煤机的一次风管把研磨好的煤炭粉末直接输送到锅炉中进行燃烧。这样分开研磨的方法，首先避免了在研磨过程中出现由于不同煤种的可磨性不同导致的颗粒大小不一的问题。其次，由一次风管直接运输到锅炉，在此期间节约了煤种的掺配以及运输时间，大大的提高了火力发电厂的效率。

4.2 仓储式制粉系统

采取仓储式制粉系统的火力发电厂除了可以通过分开制粉的方式来提高煤炭的燃烧效率以外，同时不同的研磨机还可以在将不同的煤种进行研磨后，放置到储粉仓中进行分开运输到不同的燃烧器喷口，针对不同煤种的着火特性进行燃烧。

除此之外，仓储式制粉系统还有另一种方法就是选取煤炭粉末，将挑选好的煤炭粉末输送到同一储粉仓中，然后再粉仓中对煤种进行混合配比，最后再把混合好的混合煤粉末输送到锅炉中燃烧。这种方式可以很好的解决不同煤种的燃尽特性不同的问题，对减少飞灰和炉内炉渣非常有帮助。

5 结 语

虽然现在新能源已经开始广泛的使用，但是目前我国电力的生产主要还是依靠火力发电厂，而在火力发电厂中，主要是依靠煤炭来提供电能。虽然我国的煤炭资源十分丰富，但是由于分布不均，因此在部分地区仍然会出现煤炭资源匮乏的情况。通过科学合理的使用掺配煤技术，可保证锅炉燃烧时的高效性与稳定性还掺烧一定量的劣质煤，显著提高了煤炭资源的利用率，有利于火电发电效益的提升。

参考文献：

[1] 梁龙飞.火电厂燃煤掺烧技术的研究和应用[D].北京：华北电力大学，

2014.

[2] 张怀海.电厂锅炉混煤掺烧技术研究与实践[J].黑龙江科技信息，2014，

（2）.