束金根

淮南礦業(yè)集團(tuán)電力有限責(zé)任公司 安徽 淮南 232033

0 引言

煤泥是煤洗選過程中的一種排放物，其中所含的顆粒很細(xì)，通常都在0.5mm以下。煤泥具有高水分（含水量在25%~40%之間），高粘性，高灰分（一般在40%~70%之間）的特性，是煤炭企業(yè)環(huán)境污染的主要來源之一。隨著煤泥輸送系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展成熟，循環(huán)流化床鍋爐摻燒煤泥發(fā)電將是循環(huán)流化床鍋爐資源綜合利用的一個(gè)重要內(nèi)容。利用煤泥作為發(fā)電燃料，將進(jìn)一步提高煤炭企業(yè)的資源綜合利用能力，將以前的環(huán)境污染物轉(zhuǎn)化為潔凈電能；同時(shí)極大地降低燃料成本，進(jìn)一步提高發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 實(shí)施背景

1.1 滿足礦區(qū)環(huán)境保護(hù)及可持續(xù)發(fā)展的需要

淮南礦區(qū)作為全國六大煤電基地之一，一直以來煤炭洗選產(chǎn)生的煤泥給礦區(qū)帶來了巨大的環(huán)境污染的壓力。

1.2 滿足礦區(qū)資源綜合利用的需要

將熱值較低、不宜長距離運(yùn)輸外銷的煤泥在煤礦坑口就地用于發(fā)電，轉(zhuǎn)換為清潔能源，是一種大規(guī)模提高煤礦資源利用率、實(shí)現(xiàn)資源合理利用的重要方式，具有明顯的綜合利用效益。

1.3 企業(yè)提升效益長遠(yuǎn)發(fā)展的需要

截止9月份2014年安徽省累計(jì)發(fā)電設(shè)備平均利用小時(shí)數(shù)僅為3563小時(shí)，電力生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)成本較去年有所增加。而經(jīng)過測算，淮南礦區(qū)煤泥與混煤的標(biāo)煤單價(jià)差約為100~200元/噸，大量摻燒煤泥為降低燃料成本提供了巨大的效益空間。

2 基本情況介紹

淮南礦業(yè)集團(tuán)電力有限責(zé)任公司潘三電廠位于淮南市潘集區(qū)，是淮南礦業(yè)集團(tuán)在國家率先推行煤電一體化體制創(chuàng)新模式背景下建設(shè)的首座全資電廠，總裝機(jī)容量2*135MW，2008年投入商業(yè)運(yùn)行。該廠鍋爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG440／13.8-II8型單汽包、自然循環(huán)、循環(huán)流化床鍋爐。

淮南礦業(yè)集團(tuán)潘三煤礦可采儲量約6億噸，年采煤量500萬噸，年煤泥洗出量40萬噸。潘三電廠與煤礦、選煤廠位于同一工業(yè)廣場，潘三煤礦開采出的煤炭通過輸煤棧橋輸送至電廠煤棚，選煤廠煤泥堆放場與電廠僅一墻之隔。

3 煤泥摻燒的優(yōu)化措施

3.1 煤泥摻燒方案選型

基于環(huán)境保護(hù)、資源綜合利用及降本增效等方面的考慮，結(jié)合現(xiàn)有外部條件，淮南礦業(yè)集團(tuán)電力有限責(zé)任公司決定對潘三電廠進(jìn)行增加煤泥燃燒系統(tǒng)改造。通過對行業(yè)內(nèi)同類型機(jī)組煤泥摻燒情況的調(diào)研，初步選定了三種備選方案。

（1）煤泥烘干技術(shù)。這種方式主要通過將煤泥烘干后與原煤混合，通過輸煤系統(tǒng)進(jìn)入鍋爐燃燒。目前，在煤炭行業(yè)常用的干燥設(shè)備為滾筒干燥機(jī)。

特點(diǎn)是：單機(jī)處理能力大，設(shè)備簡單，操作方便，熱效率高，干燥時(shí)間短，占地面積少。烘干后的燃料由于溫度較高易形成水汽，導(dǎo)致爐前煤倉易棚煤；采用電烘干的設(shè)備能耗較高；烘干溫度控制不合理會導(dǎo)致部分揮發(fā)分析出；烘干車間排出的廢汽中粉塵含量偏高；摻燒量相對較小。

（2）鍋爐中部給料技術(shù)。這種方式主要是通過將液壓泵將煤泥增壓，然后通過管道和特制的煤泥噴槍，使煤泥以近似于霧化的狀態(tài)進(jìn)入爐膛燃燒。

特別是：能夠?qū)崿F(xiàn)煤泥的遠(yuǎn)距離輸送；煤泥燃燒均勻充分。對煤泥的純潔度要求高，不能有雜物和顆粒；系統(tǒng)裝置價(jià)格昂貴，進(jìn)口配件不易及時(shí)供應(yīng)；煤泥噴槍磨損量大。

（3）鍋爐頂部給料技術(shù)。這種方式也是通過液壓泵將煤泥增壓，然后由管道將煤泥輸送至鍋爐爐頂，通過給料機(jī)類似于“擠牙膏”將煤泥送入爐膛。

特點(diǎn)是：輸送流量大，輸送距離遠(yuǎn)；輸送量可遠(yuǎn)程控制；輸送過程全封閉，環(huán)境污染小；設(shè)備國產(chǎn)化，維護(hù)成本低。對入爐煤泥水分控制要求較高；初投資較高；煤泥進(jìn)入爐膛后的燃燒充分性較中部給料方式低。

通過以上技術(shù)方案的分析對比及經(jīng)濟(jì)性的認(rèn)真比較，結(jié)合同類型電廠煤泥摻燒實(shí)際運(yùn)行狀況，確定鍋爐頂部給料技術(shù)作為最終的改造實(shí)施方案。

3.2 設(shè)計(jì)優(yōu)化

在確定煤泥摻燒改造的合作單位后，淮礦電力公司要求工程總包單位結(jié)合其他電廠應(yīng)用的實(shí)際情況，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對其報(bào)送的技術(shù)方案進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整。最終該方案進(jìn)行了以下幾項(xiàng)設(shè)計(jì)優(yōu)化（見表1）。

3.3 施工優(yōu)化

為進(jìn)一步提高煤泥運(yùn)行的安全穩(wěn)定性，在煤泥摻燒改造工程實(shí)施期間，潘三電廠結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況，開展了以下優(yōu)化工作（見表2）。

3.4 運(yùn)行優(yōu)化

煤泥摻燒投入運(yùn)行后，潘三電廠通過反復(fù)調(diào)試，不斷摸索，總結(jié)出一套煤泥摻燒的運(yùn)行調(diào)整手段，確保了鍋爐設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。主要措施如下：

煤泥系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)，及時(shí)減煤及調(diào)整風(fēng)量保證氧量在正常范圍內(nèi)運(yùn)行；根據(jù)主蒸汽壓力變化情況對給煤量進(jìn)行調(diào)整確保機(jī)前壓力在正常運(yùn)行范圍內(nèi)；鍋爐壓力升高較快時(shí)，立即降低鍋爐給煤量或者停止煤泥泵送系統(tǒng)；根據(jù)排煙溫度變化情況及時(shí)對尾部煙道進(jìn)行吹灰；對運(yùn)行參數(shù)控制，煤泥泵送量、給煤量、一次風(fēng)量、風(fēng)水風(fēng)室壓力聯(lián)調(diào)聯(lián)動；二次風(fēng)量調(diào)整遵循緩慢多次的原則；鍋爐返料系統(tǒng)、爐膛溫度、床層流化等出現(xiàn)異常時(shí)，立即停止煤泥運(yùn)行系統(tǒng)。

表1 設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

表2 施工優(yōu)化措施

表3 技改優(yōu)化措施

3.5 技改優(yōu)化

隨著煤泥摻燒應(yīng)用時(shí)間的推移，該系統(tǒng)在使用過程中逐漸暴露出一些不能夠滿足組長周期大比例摻燒煤泥的短板，為此，潘三電廠采取了以下的改造措施（見表3）。

4 取得的成果

目前，潘三電廠已完全實(shí)現(xiàn)了選煤廠出產(chǎn)煤泥的綜合利用。煤泥穩(wěn)定摻燒比例可達(dá)50%，最高單日單臺鍋爐摻燒煤泥1014噸，摻燒比達(dá)64%。

5 總結(jié)

隨著國家節(jié)能減排工作的不斷深入推進(jìn)，高能耗的火電企業(yè)的發(fā)展空間正逐步被壓縮。作為資源綜合利用機(jī)組，揚(yáng)長避短，深入推進(jìn)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)是必由之路。通過在實(shí)施煤泥摻燒戰(zhàn)略過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的精細(xì)掌控、積極調(diào)整，潘三電廠煤泥摻燒工作取得了巨大的成功，實(shí)現(xiàn)了循環(huán)流化床鍋爐由過去的摻燒煤矸石為主到摻燒煤泥為主的轉(zhuǎn)變，是對貫徹“本質(zhì)安全、綠色環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高效、和諧發(fā)展”的發(fā)展理念的有益實(shí)踐。下一步，潘三電廠將繼續(xù)在煤泥摻燒的安全性及經(jīng)濟(jì)性方面積極探索，為建設(shè)具有引領(lǐng)和示范作用的標(biāo)桿電廠而努力。

［1］林森等.大型循環(huán)流化床鍋爐大比例長周期摻燒煤泥實(shí)踐［J］.應(yīng)用能源技術(shù)，2014，（5）：25-29.

［2］武衛(wèi)紅等.摻燒煤泥在循環(huán)流化床鍋爐中應(yīng)用［J］.鍋爐制造，2008，（4）：9-10.

［3］代朝輝等.60%煤泥摻燒技術(shù)在大型CFB鍋爐上的應(yīng)用［J］.熱電技術(shù)，2007，（2）：14-18.