电厂锅炉变煤种掺烧问题研究

袁斌

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.19.038

摘 要：该文从分析电厂锅炉在燃用混煤时产生的各种问题入手，对电厂的变煤种燃烧过程进行了全面透彻的分析，并针对性地提出了掺烧煤种如何选择、如何有效管理、如何有效运行，以最大限度地保证锅炉的安全性、经济性以及更好地适应煤种。

关键词：锅炉 煤种 掺烧 管理

中图分类号：TK229 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）07（a）-0038-02

随着我国经济社会的发展，国内电厂对电煤的需求量增加，电煤供应严重不足，使得更多的电厂开始使用非设计煤种进行燃烧。为了有效解决电厂锅炉在煤种发生变化后掺烧出现的各种问题，有效保证电厂锅炉的安全、经济、正常运行，笔者深入地分析了锅炉在变煤种掺烧过程中出现的各种问题，并针对性地提出了在掺烧过程中如何进行煤质特性评价、如何选择掺烧方式、如何选取掺烧比例、如何进行运行特性评价，旨在对电厂锅炉变煤种掺烧提供一定的参考和借鉴。

1 电厂锅炉变煤种掺烧可能出现的问题分析

电厂锅炉变煤种掺烧可能出现的问题主要体现在以下几个方面：一是在烟煤锅炉内掺烧无烟煤，这些无烟煤为低挥发分无烟煤，在这种烟煤锅炉内掺烧这种低挥发分无烟煤，极容易造成燃烧不稳定和煤粉燃尽度降低的问题。二是在电厂的锅炉中加入低灰熔点煤，这种掺烧极易造成屏区受热面与燃烧器区的严重结渣，众所周知，结渣会大大提高管壁的温度，也会使排烟温度提升，这无疑会大大降低锅炉的效率。三是电厂锅炉中掺烧褐煤，这些煤质高挥发分，水分也较高，会大大提高磨煤机落煤管的堵塞几率，也增加了制粉系统爆炸的风险。这些问题的存在，将会给电厂锅炉的正常、安全、经济运行埋下诸多隐患，需要我们积极采取针对性措施，认真研究电厂锅炉掺烧需要注意的事项，从而对电厂锅炉变煤种掺烧提供有益参考。

2 混煤指标及其对煤质产生的影响分析

我国自1993年起，就专门下发文件规定了电厂锅炉燃煤煤质的参数范围，电厂化验室也是依据这一文件对混煤煤质的挥发分、水分、灰分、发热量、灰溶点、硫分进行化验并进行煤质分析、煤种掺配。一般情况下，混煤的挥发分通常低于按加权平均计算出的挥发分数据，利用挥发分进行着火温度、燃尽率计算和煤粉细度选择时存在一名义挥发分[1]。

3 电厂锅炉混煤掺烧注意事项分析

（1）如何选取掺烧方式。由于受到煤炭自身结渣特性、煤场的配煤条件以及电厂锅炉运行的安全性和经济性的制约，目前，大多数电厂在进行掺烧煤种选择、掺配方式以及掺烧方式的过程中，通常会选择炉前预混掺烧、间断掺烧以及分磨掺烧3种方式。首先，炉前预混掺烧：这种方式适用于带有中储式制粉系统且煤炭种类具有较大差别的电厂，此种掺烧方式对预混地点没有明确的要求，一般情况下，电厂选择在场外的煤矿或码头上就进行掺配，其具体方式是按不同的燃煤配比调整取料机速度，将各混合煤种倒换到同一皮带上，通过多次皮带转运进行混合，其混合效果较好，但要求有较大的煤场[2]。也有的电厂因厂区面积较大、具备足够的取煤设备，选择在场内进行预混。他们通常有两种方式：一是根据确定好的掺烧比分层堆煤，在取用时从某一个横断面取用。二是由两条传送带将种类不同的煤传输到一条传送带，利用传送带转速的高低进行多煤种掺配比例控制。其次，间断掺烧：这种掺烧方式适用于供煤比较困难或煤场面积较小的电厂，由于受存放条件的制约，通常是随到随烧。神华煤和高铁煤的掺烧就不适宜选用间断掺烧的方式。在选用这种掺烧方式时，需要注意在锅炉高负荷情况下应避免燃烧易结渣煤；还应在进行煤种切换时，规范操作，避免换煤过程中引起踏焦或煤渣加重的现象。最后，分磨掺烧：这种掺烧方式是稳定性最强的，它通过将全部煤种进炉燃烧来降低煤质的大幅度波动，最适合采用直吹式制粉系统的电厂之中。采用这种掺烧方式的电厂，往往首先利用磨煤机将各种煤种进行磨制，并根据锅炉的实际负荷能力来合理调节混煤比例，因此，这是灵活性最强的掺烧方式，最适合四角切圆形状锅炉。另一方面，这种掺烧方式能够最大限度地提高各种煤种煤粉的燃尽度，从而节省资源，且对煤场具有较低的要求，能够在很大程度上降低电厂经营成本。总之，以上3种掺烧方式是电厂最常用的，无论哪种掺烧方式，都存在着配煤是否均匀的问题。一旦配煤不均匀，就会对锅炉的安全可靠运行造成影响。这也提示电厂，一定要高度重视对配煤的管理，最大限度地确保配煤的均匀性。

（2）如何选取掺烧比例。掺烧比例是混煤掺烧中最为关键的参数之一，由于它可能受到煤炭价格、不同煤种煤渣特性、脱硫系统、除灰系统、辅助设备等多种因素的影响，因此，要科学地选择合适的掺烧比例需要注意以下问题：一是根据锅炉的结渣情况确定掺烧比例，如果结渣比较严重，则应按比例掺烧高灰熔点煤，从而降低结渣量。二是合理进行褐煤掺烧。由于磨煤机会受到褐煤水分高低的影响而出现出力差别，因此，对于烟煤锅炉而言，如果需要掺烧褐煤，则应充分考虑褐煤掺烧比例对锅炉和磨煤机出力产生的影响。为了不大幅降低磨煤机出力，我们需要有效控制褐煤的掺入比例，同时要注意引风机出力也会影响到褐煤的掺烧比例。三是在掺烧低挥发分煤时，需要注意锅炉是否为高挥发分锅炉，要注意锅炉的着火是否稳定，炉膛出口受热面管壁温度是否过高，煤粉燃尽率高低。四是要根据锅炉脱硫系统的设计能力进行高硫煤的掺烧。五是根据磨煤机的磨煤出力、除灰系统实际情况、吹灰机的效果和位置来进行高灰分煤的掺烧。六是通过煤炭价格来科学确定掺烧比例，对于电厂而言，煤炭作为主要的必需品，其价格高低是一个不可忽视的因素，因为它直接关系到企业的经济效益。这就要求电厂在充分调研低价煤的基础上，本着安全、环保、经济的原则，进行低价煤掺烧。

（3）混煤掺烧的有效对策。笔者结合自己多年的学习和实践，提出了自己对混煤掺烧的认识，并总结出了混煤掺烧的工作对策。

一是充分掌握煤质特性，科学进行煤种选择。当锅炉燃烧的混煤煤质与设计煤种差异较大时，对锅炉的热力性能会产生一定的影响。这就需要我们充分掌握不同煤种的灰分、挥发分、发热量，尽量控制校核煤种与设计煤种指标的差异不要太大，且要注意尽量掺烧煤质差异特别大的煤种，否则会导致抢风现象的发生。所谓抢风现象，两种煤质混合在一起后，其中挥发分偏高的煤质变化迅速燃烧，燃烧中会将大量氧气消耗掉，而挥发分偏低的煤质在燃烧中也需要氧气，氧气不足便会直接导致挥发分偏低的煤质着火过程延迟、始终无法燃尽。

二是合理控制混煤的技术参数。一般情况下，要使这些参数与设计值尽可能地接近，通过实验测试的方法找出混煤的特性，主要包括燃尽率、结渣情况、着火情况以及磨损和爆炸情况。

三是密切关注混煤配比的变化对沾污结渣特性以及灰熔融特性的影响，注意沾污结渣特性以及灰熔融特性随混煤配比的变化规律。

四是要加强掺烧管理，通过现场试烧的方式来确定最佳掺烧方式和掺烧配比，要增强工作人员的安全意识和责任意识，密切关注锅炉运行情况，从而确保锅炉的安全、经济、环保运行，为电厂降低经营成本和持续发展提供有力保证。

4 结语

总之，燃煤是电厂必不可少的环节，一定要对拟掺烧的煤种、设备的适应性、安全性、经济性等多方面综合考虑，选用合适的煤质、科学地配比，才能保证电厂的安全运行，才能降低电厂的经营成本，实现电厂的持续发展。

参考文献

[1] 杨忠灿，姚伟.电厂锅炉变煤种掺烧问题研究[J].中国电力，2010（11）：43.

[2] 陈国栋，袁益超，王波.电厂锅炉混煤燃烧技术应用现状及分析[J].锅炉技术，2014（5）：56.