探究电厂锅炉混煤掺烧技术的实践应用

魏 来

（国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110016）

我国传统的发电形式一般为火力发电，需要大量煤炭资源经过燃烧形成热能转换为电能，因此煤炭为此发电方式的主要能源，然而我国煤炭数量有限，如今已呈现消耗过渡状态，同时随着科技与信息时代的不断进步，人们已经离不开电力资源，为了节约能源，加强电力资源的输入，我国以探究了太阳能发电、风力发电等技术，并广泛投入使用，取得了显著效果，但作为我国输电的主要方式，煤炭燃烧发电问题也受到了我国相关部门与有关学者的高度重视，为了节约能源，为社会提供高效电能，因此我国热力发电应根据煤炭燃烧的特性对锅炉进行相应的升级与改造，在保证锅炉燃烧、发电稳定的同时，节约电厂成本，获得高效利益，达到节约能源、为社会提供更好地电力服务目的。

1 混煤掺烧技术

区别于传统的煤炭燃烧技术，混煤掺烧技术在锅炉发电过程中，将不同种类的煤炭混合、搅拌，并通过加工形成一种新型混合煤进行燃烧。将各种煤炭进行混合、合成的工艺流程并不复杂，但需要一定的关键技术与混合手段，因此在对不同种类的煤炭进行混合时，要了解各种煤炭的分子结构及燃烧特性，运用固定的比例进行配置加工，才可混合出具有高热能的混合煤炭，提升燃烧性能，获得高效的热能转化为电力，供社会使用。因此，在进行煤炭混合技术的应用时，需要相关技术人员及实施人员具有一定的相关知识，掌握常见物理及化学知识，对各种煤炭的特征与性质有充分了解。

1.1 混煤掺烧技术特性

混煤掺烧技术需要注意其可磨性、着火性及燃尽特性[1]。其中，可磨性为不同煤炭之间的可磨性差异，由于混合煤炭种类不同，因此煤炭之间的着火性能、着火时常也各有不同，导致可磨性差异较大，若可磨性差异小的不同煤炭混合在一起，虽工艺简单，但对着火效率无过多改善，而将可磨性差异较大的各种煤炭进行混合，形成新的煤炭可形成可磨性更高的煤炭，煤炭粒径更粗，燃烧缓慢，较传统煤炭相比，在释放相同的热能同时，混合煤炭可节省大量煤炭资源，因此在进行煤炭掺烧时，要考虑难磨煤质燃烧问题。着火性：煤炭燃烧时，周边温度会上升，产生热分解效应出现，煤炭会因不充分燃烧产生焦油并挥发一些可燃气体，热分解效应还会受到升温速率及活化性能的影响，同时，若煤炭燃烧时，会出现失重速率高峰，多种煤炭混合燃烧会出现多种失重速率高峰，说明在进行混合煤炭燃烧时，不同的煤炭仍然具备原有的燃烧特征，且根据煤炭不同，其着火点不同，混合煤炭会经过多次更充分的燃烧，保证了其燃烧效率。燃尽特征：不同的煤炭之间挥发性能也各有不同，与可磨性相似，挥发性差异小的煤炭进行混合燃烧时，则处于正常燃烧现象，若挥发性煤炭差异较大的几种煤炭融合燃烧，煤炭之间会出现“抢风”现象，指煤炭之间燃烧较快，空气中的氧气消耗较为迅速，燃烧较充分，因此，挥发性较差的煤炭燃烧较慢，无法进行充分燃烧，二混合煤炭的燃烧特性可进行近一步的充分燃烧[2]。

1.2 电厂锅炉混煤掺烧技术弊端

电厂锅炉混煤掺烧技术虽逐渐成熟且加以利用，但仍旧出现一定弊端[3]。第一，在进行混煤掺烧过程中，由于锅炉内的燃烧物质不够稳定，加上锅炉以适应长期的单一煤炭燃烧，易出现自动熄火现象，无法保证混合煤炭拥有一种良好的燃烧状态，降低了锅炉的燃烧稳定性，因此，为了避免出现“熄火”现象发生，需要对锅炉加入混合煤炭的同时适量加入合适锅炉的煤炭进行燃烧；第二，在混煤掺烧过程中，易出现风管堵塞现象，使煤炭的燃烧性能大大降低，且风管一旦出现拥堵，会使空气产生大量阻力，导致锅炉通风造成影响，不利于锅炉的整体燃烧及充分燃烧，掺烧中产生的热效率及发电效率严重下降。

2 传统燃烧技术特征

传统的混合煤是在煤炭燃烧之前将多种煤炭用同一方法混合均匀再进行磨煤操作，将煤炭充分研磨，磨成煤粉便可燃烧产生热，这种燃烧方式对电厂使用较为广泛，一般需要较大储煤场地且一般选用可磨性相近的煤炭在混合煤使用之前充分融合，再投入混合煤，对煤粉的着火特性与燃烧过程中的稳定性带来保障。然而，这种传统的燃烧技术存在一定弊端，第一，煤粉无法保证均匀。混合煤的可磨性与难磨煤相似，且煤质之间差异性较大，在磨煤过程中，无法保证研磨程度，一旦配比标准不当或管理不到位，易发生难磨煤的研磨程度不够或易磨煤的过度研磨情况，会使混合煤分布不均，使煤炭在经过燃烧后飞灰含碳量与炉渣含碳量较高，达不到理想燃烧效果，浪费了煤炭资源，加大了电厂成本，不符合我国发展目标。第二，煤质波动受到限制。对于煤质波动较大的混合煤炭，其进行混配的设备质量与电厂管理都有较高要求，劣质煤炭一般含硫量高且燃烧率低，燃烧后会产生严重的大气污染，因此，在进行煤炭混合时，若掺入劣质煤炭会出现掺混手段欠缺、煤炭不均匀现象，在燃烧中，易出现灭火或结焦现象，若劣质煤炭严重超标，甚至会出现爆炸或烧损风管等现象。第三，运行时间过长引起成本增加[4]。在进行煤炭混合时，及时手段欠缺，但也要保证混合煤炭的均匀特性，因此，需要大量人工工作对其进行操作，同时在煤炭燃烧时，输煤设施应长时间运行，在这种环境下，不但增加了劳动力与劳动强度，还会出现电力消耗，增加了企业成本，不利于企业行良好生存。

3 电厂锅炉混煤掺烧技术的实践应用

在电厂企业中，掺烧技术的作用与优势越来越大，但进行燃烧时也会因不同煤种研磨不均匀或配风不科学等现象影响锅炉运行质量，为了使煤炭在锅炉中充分燃烧，提升燃烧质量，如今很多电厂企业在运行时都采用不同煤种的粉碎、掺烧技术，在保证电厂发展的同时，提高质量效率，同时对掺烧技术不断升级、优化，根据各种经验对更加高效的掺烧技术进行探究，形成多种掺烧模式。

3.1 “分磨制粉，炉内掺烧”应用

发电厂的煤粉是直接吹制系统，混煤方法一般为直接将各种煤倒入磨煤机中，同时进行相应的研磨[5]。在研磨过程中，煤粉在同一时间的磨削时厚度均匀，再将煤粉通过煤机供气管送至锅炉内燃烧，混合煤在进入锅炉之前要配备相应的磨机，可节省混合时间，减小混合空间，同时减少劳动力的输出，不会出现因混合煤的细度分配不均问题，保证了煤的稳定性能，可进行充分燃烧，提高煤粉再燃率[6]。随着电力企业的不断发展，掺烧技术的有效性经过反复验证已得到较好应用，可进行广泛推广，因此在发电厂的煤炭经过粉化情况下，该系统是储能粉化系统，对不同类型的煤炭可进行桐乡的粉碎组合，在对煤炭进行粉碎组合后，可将燃烧物质放在存储箱中，同时将存储箱送到燃烧系统的喷嘴，使煤粉通过喷嘴进行喷射，喷射到火焰中形成充分燃烧[7]。这种混合方式的弊端为燃烧煤可输送到适当位置，改善燃气锅的燃烧环境，锅炉内一旦局部地区的燃烧系统发生改变，更适合燃烧不易结渣的渣煤。同时，由于我国煤炭资源处在严重损耗情况，煤炭资源短缺，电力企业在进行掺混煤炭发电时会吸收大量当地无烟低质煤，这种无烟低质煤的燃烧性能较差，会限制发电企业的发电条件，采用泡沫煤的传统方法难以保证散煤的可控性，但采用分流粉碎混合的方法可以解决燃烧现场出现的人力不足等问题，使粉煤灰的碳含量增加，保证混合煤具有一定再燃性。

3.2 “炉外磨制、机械掺混、锅炉内燃烧”方式应用

这种方式需要仓内掺混，因此适用于仓储式制粉系统。方法为先通过磨粉机将选定的一种煤磨制好，再将磨粉送到同一磨粉仓中，完成混合搅拌，再将搅拌好的煤粉分入锅炉中。这种方式的优点为克服了混合煤炭的燃尽特性与难燃煤种相近的缺点，使混煤着火特性与易着火煤种相近的优势增加，燃烧后，对煤灰中的碳含量进行检查，其存在的碳含量较少，说明燃烧更加充分，因此此类效果优势较大，可进一步投入使用。

3.3 加强管理制度

完善管理体系，通过规范的管理制度对工作人员进行节能约束，同时提高工作人员对设备及机器的认知，减少事故发生，进而提升节能效果，可通过奖惩制度落实工作人员的规范工作效果，对规范工作的员工进行适当奖励，加强工作人员的减排意识与积极性，同时对违反工作制度的工作人员给予相应惩罚，实现员工规范化，提高工作人员的工作质量，保证煤炭可以安全运输、磨粉、搅拌、燃烧。此外，提升工作人员的专业技能素养，由于电厂存在一定不受重视的岗位，这种岗位技术性差，劳动性较强，对员工的要求不高，因此很多没有经过专业训练的人承担此工作，然而这些人未经过系统的技能培训与相关安全教育，会导致在工作中难以按照正规流程操作，出现安全风险的可能性较大，因此在员工上岗之前，应对相关人员进行相应培训，并考核培训效果，根据员工特点分配任务工作。

4 结语

随着社会节能减排的需求，电厂的发展方向也逐渐向节约能源改进，燃煤热力发电作为我国主要的发电方式之一，虽具有一定的传统化，与风力发电、太阳能发电相比缺乏一定环保性与资源浪费性，但其输出的巨大电能是其他发电方式难以比拟的，因此为了节约能源，减少企业成本，应提高煤炭燃烧的利用率，本文通过探究电厂锅炉混煤掺烧技术的实践应用，提出了“分磨制粉，炉内掺烧”应用、“炉外磨制、机械掺混、锅炉内燃烧”方式应用与加强管理方法，为提高煤炭使用效率、达到节能目的做出改进，符合我国社会发展形势，为企业创造更多收益。