侴曉輝

摘 要：隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的運行發(fā)展，能源消耗日益加劇，國內(nèi)煤炭石油等原料不斷消耗，這種情況下，電煤供應形式的情況變得相對緊張，目前國內(nèi)的電廠普遍采用混煤燃燒的方式來維持鍋爐燃燒，為了使電煤供應形式得到相應的改善。本文也立足于電廠鍋爐混煤燃燒技術(shù)在實際中的應用情況，分析研究其在應用過程中的問題，從而提出應對措施。

關(guān)鍵詞：電廠鍋爐；混煤燃燒；技術(shù)應用

一、混煤燃燒技術(shù)應用的現(xiàn)狀

燃煤電廠鍋爐是根據(jù)特定煤種進行設(shè)計的。設(shè)計煤種不同，鍋爐的爐型、結(jié)構(gòu)、燃燒器及制粉系統(tǒng)的選擇也不同。設(shè)計鍋爐時依據(jù)的煤種為設(shè)計煤種，是最佳的“適爐”煤種。但由于我國煤炭儲量分布和生產(chǎn)的嚴重不均以及我國煤炭煤質(zhì)特性的較大差異，目前越來越多的電廠在運行時很難燃用設(shè)計煤種，甚至無法燃用校核煤種。在當前燃煤條件下，為最大限度地保證鍋爐運行的穩(wěn)定、經(jīng)濟、安全與環(huán)保，混煤燃燒已成為火電廠的必然選擇。目前，國內(nèi)外科研單位對混煤燃燒的實驗室研究做過不少，具體包括混煤的煤質(zhì)特性、著火特性、燃盡特性、結(jié)渣特性、污染物排放特性和可磨性等，并獲得了一定的研究成果。在此基礎(chǔ)上，越來越多的電廠開始在電廠鍋爐上開展混煤燃燒工作，并取得了不錯的效果。

二、混煤燃燒對鍋爐運行的影響

1.著火燃燒問題

如果鍋爐燃燒兩種可磨性差異較大的煤種，可能會造成煤粉的過粗或過細，影響鍋爐的燃燒。易磨煤種會“過磨”，煤粉過細；難磨煤種會“欠磨”，煤粉過粗，導致混煤燃燒時難磨煤種的燃盡率降低，影響鍋爐熱效率；若提高磨煤機煤粉細度，難磨煤種可以達到著火燃燒的細度要求，而易磨煤種細度過高，會引起燃燒器噴口的燒損或結(jié)焦。當鍋爐采用“分磨制粉，爐內(nèi)燃燒”方式或“分磨制粉，倉內(nèi)摻混，爐內(nèi)混燒”方式燃燒混煤時，可以通過調(diào)整各磨煤機的煤粉細度來達到不同煤種著火燃燒的需求。若鍋爐燃燒混煤的揮發(fā)與設(shè)計煤種差異較大，原有的燃燒器系統(tǒng)可能會對混煤的燃燒產(chǎn)生一定影響。設(shè)計煤種為揮發(fā)較低的煤種時，燃燒器噴口的高寬比較大，以便卷吸較多的高溫煙氣，獲取與高溫煙氣較大的接觸面積，強化著火。

2.鍋爐熱力性能的影響

當鍋爐燃燒的混煤煤質(zhì)與設(shè)計煤種差異較大時，對鍋爐的熱力性能會產(chǎn)生一定的影響。當混煤的揮發(fā)分含量高于設(shè)計煤種時，需配以較高的一次風率推遲煤粉的著火，確保燃燒器噴口的安全運行，但煤粉著火后的燃燒反應速度較快，燃燒強度也更劇烈，爐膛內(nèi)火焰中心位置下降，水冷壁吸熱增加，爐膛出口煙溫降低，造成鍋爐過熱器欠溫等問題。若混煤的揮發(fā)分含量大大高于設(shè)計煤種，也可以考慮在保證爐膛內(nèi)燃燒穩(wěn)定的情況下適當?shù)亟档涂諝膺^量系數(shù)，減少鍋爐排煙熱損失，提高鍋爐熱效率。當混煤的水分或灰分含量高于設(shè)計煤種時，混煤的發(fā)熱量就低于設(shè)計煤種，鍋爐對流過熱器和對流再熱器的出口汽溫將會升高。與此同時，燃煤量的增大和所產(chǎn)生的煙氣量的增大會導致磨煤機、鍋爐引風機等一系列鍋爐輔機的電耗上升。

3.運行可靠性問題

當鍋爐燃燒混煤時，煤種的改變會導致煤灰特性的改變，因此鍋爐運行時各受熱面的結(jié) 渣、積灰情況也會發(fā)生相應的變化。當鍋爐的結(jié)渣、積灰情況加重時，受熱面的傳熱 熱阻增加，鍋爐的排煙溫度升高，導致鍋爐效率下降。爐膛的結(jié)渣情況加重后，水冷壁吸熱量減 少，爐膛出口煙溫會升高，過熱器的吸熱量會增大，而后導致過熱器減溫水量增大或汽溫超溫。鍋爐受熱面的結(jié)渣、積灰容易引起爐內(nèi)煙氣通道的局部堵塞，會增加煙氣通道的阻力，需要更高的引風機出力來保證鍋爐的正常運行，增加了電廠用電量，降低了鍋爐運行的經(jīng)濟性。當爐內(nèi)結(jié)渣嚴重時，還會發(fā)生渣塊的掉落，造成爐膛滅火、砸壞爐膛水冷壁等事故。

4.NOx排放問題

燃煤鍋爐NOx的排放會給環(huán)境造成極大的污染，因此國家也制定了相應的法規(guī)限制燃煤鍋爐NOx的排放。當鍋爐燃燒水分低于設(shè)計煤種的混煤時，會造成爐內(nèi)燃燒溫度變高，增加了熱力型NOx的生成量。當鍋爐燃用揮發(fā)分含量高于設(shè)計煤種的混煤時，由于煤粉燃燒生成的NOx中大部分是燃料型NOx，而在燃料型NOx中60%～80%又是由揮發(fā)分中的氮生成的，因此鍋爐的NOx排放濃度會上升。當鍋爐燃用可磨性差于設(shè)計煤種的混煤時，若磨制的混煤煤粉較粗，在揮發(fā)分析出階段，煤粉越粗，被加熱的速度越慢，析出的CO氣體就越少，還原性氣氛就越弱，NOx生成量就升高。同時，粗煤粉由于其反應表面積減小，焦碳對NOx的還原能力減弱。因此，粗煤粉會導致較高的NOx排放濃度。

三、新型混煤燃燒技術(shù)的研究

1.“分磨制粉，爐內(nèi)燃燒”的應用分析“分磨制粉，爐內(nèi)燃燒”在直吹式制粉系統(tǒng)的鍋爐中使用的燃燒方式就是使用不同的磨煤機磨制不同種類的原煤粒，研磨之后的煤粉會經(jīng)過用來研磨自身煤粉的磨煤機一次風管直接輸送到鍋爐內(nèi)進行燃燒，經(jīng)由不同磨煤機磨制的煤粉會在鍋爐內(nèi)部進行混摻燃燒。采用“分磨制粉，爐內(nèi)燃燒”方式，有效解決了混煤在燃燒過程中的不穩(wěn)定性，并且改善了煤粉燃燒的經(jīng)濟性。在倉儲式制粉系統(tǒng)中應用“分磨制粉，爐內(nèi)燃燒”的方式，是指磨煤機磨制各自選定的煤種，將煤炭磨制成粉之后進入各自的粉倉，不同種類的煤粉會由不同的粉倉分別輸送到不同的燃燒器噴口，而煤粉的混合則與鍋爐的燃燒過程同時進行。

2.“分磨制粉，倉內(nèi)摻混，爐內(nèi)燃燒”的應用分析

在鍋爐系統(tǒng)具備相應的條件時，中儲式制粉系統(tǒng)的磨煤機會磨制各自選定的煤種，將煤炭充分研磨后形成的煤粉輸入同一個煤粉倉，這樣，煤粉的混合就會在煤粉倉內(nèi)進行，而燃燒器在燃燒過程中使用的就是性質(zhì)完全相同的混煤。此混合方式保留了混煤本身著火特性接近于易著火煤種的優(yōu)點，同時確保在燃燒時難磨煤種可以燃燒徹底，克服了混煤燃盡特性接近于難燃盡煤種的缺點，大幅度提高了煤炭的利用率。電力技術(shù)的不斷發(fā)展使得傳統(tǒng)的混煤燃燒技術(shù)已經(jīng)無法滿足社會對電力的大量需求，新型“分磨制粉”的混摻技術(shù)以其高燃燒率和低浪費率的優(yōu)點贏得了廣泛的認可，有效增強了電廠的生產(chǎn)力，提高了經(jīng)濟效益。

結(jié)束語：社會的需求決定了電廠的發(fā)展，燃煤鍋爐作為電廠重要的電力生產(chǎn)設(shè)備之一，其地位目前仍然難以撼動，但是為了節(jié)約能源也提高煤炭利用率，在混煤過程中嚴格按照需要混煤的可磨性特性、燃燒特性等深入研究，選取最合適的混煤燃燒方法，以此提高煤炭的使用效率。

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