掺烧无烟粉煤对直流煤粉炉燃烧经济性影响的研究

黄祖聪

（广西华银铝业有限公司热电厂 广西百色 533700）

掺烧无烟粉煤对直流煤粉炉燃烧经济性影响的研究

黄祖聪

（广西华银铝业有限公司热电厂 广西百色 533700）

按煤的工艺性质和用途，我国的煤主要分为褐煤、烟煤和无烟煤三大煤类，而根据煤的化度和工业利用以及产地等特点，各煤种又有详细的划分。由于产地不一样，种类不一样，化学成份也不一样，使用起来的经济性自然就不一样。

作者根据多年的工作经验，详细分析了大量数据，并且在此基础上进一步探讨掺烧无烟粉煤对直流煤粉炉经济性的影响，旨在寻找更加的配煤方式，提高锅炉热效率，减少外排浪费现象，提高企业效益。

锅炉；燃煤经济性；无烟粉煤

1 前言

广西华银铝业有限公司自备电厂有5台型号为CG-220/9.81-M22的直流煤粉炉。其额定蒸发量为220t/h，过热器出口蒸汽压力为9.81MPa，出口蒸汽温度为540℃。采用倒U型布置，自然循环，燃烧器四角布置，悬浮燃烧，固体排渣，平衡通风，设计煤种为褐煤：烟煤按1：1进行掺烧。由于进厂煤采购较为复杂，燃用的褐煤又分为本地褐煤、濮阳褐煤和进口褐煤，烟煤又分为贵州烟煤和进口烟煤，加上煤气厂筛选出来的无烟粉煤，入炉煤配煤方式更为复杂。由于改变了设计煤种，配煤方式也千变万化，锅炉燃烧经济性也有所不同。因此，详细分析掺烧无烟粉煤对锅炉经济性影响究，对于降低企业生产成本，提高经济效益有着重大的意义。

2 掺烧无烟煤对锅炉经济性的分析

无烟煤（英文名称anthracite），俗称白煤或红煤。是煤化程度最大的煤。无烟煤固定碳含量高，挥发份低，密度大，硬度大，燃点高；其表面颜色为黑色，以脂摩擦不致染污，断口成贝壳状，燃烧时火焰短而少烟；不结焦，一般含碳量在90%以上，挥发份在10%以下；无胶质层厚度，热值约6000～6500千卡/kg。在运输、倒运和装卸过程中，由于来回颠簸、挤压和破碎等原因，部分块状的无烟煤被破碎成小块的粉煤，俗称无烟粉煤。其工业分析如表1所示。

表1 无烟粉煤工业分析

由于无烟粉煤颗粒度小，无法运用于煤气炉产气，仅能筛选出来单独外卖，价格也明显降低。为了不浪费资源，提高废品利用率，将无烟粉煤和烟煤、褐煤按一定比例进行掺烧，然后送往锅炉燃烧。由于无烟煤粉挥发份偏低，着火滞后，掺烧无烟粉煤后锅炉燃烧工况恶化，锅炉经常出现燃烧不稳现象，经常需投油助燃，严重时甚至发生锅炉灭火，对锅炉的安全稳定运行极其不利，因此掺烧比例尤为重要。

从表2可知，随着无烟粉煤量的掺烧比例增加，相应的锅炉飞灰可燃物和炉渣含炭量也明显增加，基本呈明显的线性关系，如图1所示。

而且从表2可以看出，由于无烟粉煤固定碳含量高，密度大，硬度大，对锅炉制粉不利，掺烧无烟粉煤量越多，制粉电单耗也就越高，锅炉不完全燃烧量也增加，锅炉热效率明显降低。因此，从锅炉热效率来讲，无烟粉煤掺烧比例≤5比较合适，低于5%之后飞灰可燃物和炉渣含炭量均保持较为平稳，且制粉电单耗也趋于平稳。若按每月消耗8万t煤计算，则无烟煤掺烧比例每月必须控制在4000t以内。根据220T/h煤粉炉的设计参数可知：炉渣产量占总燃料的3.64%，飞灰产量则占总原料的32.96%，而掺烧无烟粉煤后飞灰可燃物和炉渣含碳量比未掺烧时分别上升了1.09%、2.01%，因此可推断出掺烧无烟粉煤后飞灰可燃物和炉渣含碳量分别占总燃料的0.36%和0.07%，其增加的成本如表3所示。

可见，掺烧无烟煤粉后所增加的成本并不是很明显。由于无烟粉煤热值较高，平均低位热值达24.86MJ/kg，相当于烟煤发热量，而且外售价格相对也比较便宜，2015年上半年平均单价为590元/t，下半年至今平均单价为475元/t。而烟煤价格却随市场变化较为明显，2015年1～3月份平均价格为600元/t，4～9月份平均价格为510元/t，10月至今平均为420元/t。因此，掺烧烟煤和无烟煤生产成本各有差异，经济性也有所不同，如表4所示。

表2 按不同比例进行掺烧无烟粉煤

图1 按不同比例掺烧无烟粉煤锅炉不完全燃烧对比图

表3 掺烧无烟粉煤后因飞灰和炉渣含碳量上升所增加的成本

由于煤种价格随市场的变化而变化，不同阶段掺烧无烟粉煤经济性也有所不同，从表4可以看出，2015年1～3月份和7～9月份掺烧无烟粉煤经济性较为明显，其余时间段均不利于掺烧无烟粉煤。

表4 掺烧烟煤与无烟煤成本对比表

另外，由于无烟粉煤固定碳含量高，密度大，硬度大，飞灰含炭量高，对锅炉制粉系统和“三管”冲刷磨损大，容易造成“三管”磨穿泄漏，设备使用寿命降低。

3 结语

在掺烧无烟粉煤过程中，由于无烟粉煤固定碳含量高，密度大，硬度大，对煤粉炉燃烧有许多不利因素，而且无烟粉煤因地制宜，不同矿区和不同掺烧比例均对锅炉经济性有明显的影响，对设备的磨损程度也不一样，必须结合实际掺烧情况进行对比分析，综合考虑，找出更有利于降低企业生产成本的方法。本文主要介绍广西华银铝业自备电厂煤粉炉掺烧无烟粉煤情况进行了相关分析，以此为相关锅炉掺烧无烟粉煤提供参考。

[1]樊泉桂，阎维平，阎顺林，王军.锅炉原理.中国电力出版社，2008.

[2]杨义波，张燕侠，杨作梁，刘玉莲.热力发电厂.中国电力出版社，2005，8.

[3]景朝晖.热工理论及应用.中国电力出版社，2006.

[4]温步瀛，唐巍.电力工程基础.中国电力出版社，2006.

TK229.6

A

1004-7344（2016）12-0213-02

2016-3-20

黄祖聪（1983-），男，助理工程师，本科，主要从事热能与动力方面研究。