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        火電廠燃煤摻燒技術的實際應用研究

        2019-02-02 03:55:25王滄海
        中國新技術新產(chǎn)品 2019年24期

        王滄海

        摘? 要:近年來,國際能源價格不斷上漲,受煤炭價格市場化等因素的影響,導致全國范圍內(nèi)電煤資源非常短缺,很多電廠在運行過程中都采取了一系列的措施來保證電煤采購量,使機組可以在穩(wěn)定的環(huán)境中運行。由于購煤的渠道非常多元化,煤源存在一定的差異,導致煤質(zhì)穩(wěn)定性難以提升,特別是揮發(fā)性比較差的煤質(zhì),不僅在燃燒過程中難以調(diào)整,同時很容易對環(huán)境造成破壞,與國家大力提倡的節(jié)能理念背道而馳。針對火電廠煤源復雜等問題,對燃煤摻燒技術進行探索和研究。

        關鍵詞:火電廠;燃煤摻燒;節(jié)能減排

        中圖分類號:TM621? ? ? ? ? ? 文獻標志碼:A

        0 前言

        某電廠現(xiàn)有多臺大功率的機組,鍋爐設計非常合理。由于近些年來,煤炭資源供應存在許多的困難,各發(fā)電廠為了滿足發(fā)電需要,積極拓展購煤渠道,使鍋爐燃煤煤質(zhì)參差不齊,變化性比較強,發(fā)電資金持續(xù)增加,不僅影響了鍋爐機組的運行效率,同時還對鍋爐設備的正常運行產(chǎn)生阻礙。為了徹底解決電廠煤源供應的差異性,保證鍋爐入爐燃煤的性質(zhì)穩(wěn)定,應用配煤摻燒技術成為電廠改進的主要方式。從目前該電廠使用鍋爐配煤摻燒技術的情況上看,應用效果非常良好。

        1 如何實現(xiàn)優(yōu)化配煤摻燒

        1.1 開發(fā)數(shù)字化分段堆煤信息系統(tǒng)

        該電廠煤場設計容量目前已經(jīng)達到幾十萬,隨著儲煤量的不斷增加,到達一定程度時,就會對卸煤速度產(chǎn)生影響,使運輸船只在港口停留更多的時間,為了可以在規(guī)定的時間內(nèi)順利完成運輸,就會隨意進行堆放,導致燃煤堆放沒有合理的順序,很難按照取舊存新的原則順利開展作業(yè),導致入廠煤與入爐煤的溫度存在較大的差異,煤場經(jīng)常會出現(xiàn)煤自燃的問題。針對煤場存儲數(shù)量有效、位置緊缺的特點,該電廠近些年來對存在的問題進行總結(jié),力圖采取最為合理的方式解決存在的問題。在不斷的發(fā)展過程中,該廠順利改造輸煤控制系統(tǒng),以自動化的方式對輸煤進行自動化的管理。積極開發(fā)了數(shù)字化分段堆煤信息系統(tǒng)。主要的方法就是將煤場進行合理的劃分,使其可以分成規(guī)格相同的段,在不同的區(qū)域存放指定的煤種,全面實現(xiàn)數(shù)字化的管理。同時還需要根據(jù)具體的情況,指定詳細的表格,使燃煤堆放更加合理。為了減少數(shù)據(jù)錄入工作量,準確進行統(tǒng)計,該火電廠構建了煤場動態(tài)管理系統(tǒng),對煤場的存煤等工作內(nèi)容進行動態(tài)化的管理,積極進行改造,使堆取煤操作更加智能化,避免人為原因產(chǎn)生的錯誤。

        1.2 建立高效的入爐配煤管理機制

        應用完善的數(shù)字化分段堆煤信息系統(tǒng)后,對堆放不合理問題進行了有效的改進,但是如何利用信息技術的優(yōu)勢,對配煤摻燒進行優(yōu)化,使鍋爐可以在安全的環(huán)境中持續(xù)運行,則是配煤摻燒工作的重點內(nèi)容。

        某年該火電廠共燃燒300萬t以上的煤,20家為其供應煤,其中主要參數(shù)偏離設計要求的入場煤達到總量的1/3,進場煤種達到10種以上,如果不能結(jié)合實際對配煤摻燒措施進行優(yōu)化,將會直接影響機組運行的穩(wěn)定性。為了保證機組可以在安全、穩(wěn)定的環(huán)境中運行,該廠相關部門針對配煤摻燒工作進行了多次研究,并結(jié)合實際需要,建立了配煤摻燒管理機制;由專門的人員對入廠的所有煤進行統(tǒng)一管理,根據(jù)運行需要取入爐煤種;運行根據(jù)煤場的實際存儲量,針對不同功率的設備狀況,對配煤指標進行確定,制定每天的配煤計劃,并加強監(jiān)督和落實。

        2 火電廠配煤摻燒實現(xiàn)方法

        針對直吹式煤粉鍋爐,火電廠合理應用配煤摻燒技術。在具體的應用過程中,可以在爐內(nèi)進行完全的燃燒,就是將原煤在煤場進行破碎處理后,統(tǒng)一送入鍋爐制粉系統(tǒng)進行燃燒;或者在爐內(nèi)設置不同的層,分層進行摻燒,簡單來說就是將原煤按照一定的比例進行配置,分倉送入鍋爐制粉系統(tǒng)。該廠配燒的煤種比較多樣化,針對煤質(zhì)特性比較特殊又不能單獨進行燃燒的煤進行了配煤燃燒實踐。在實踐的過程中成功針對不同的煤進行了摻燒。

        神華煤摻燒:我們都知道,神華煤具有儲量豐富、價格低廉的特點,同時含有大量的水分,不容易產(chǎn)生灰,可以準確進行發(fā)熱。在進行配煤前屬于不能單獨進行燃燒的煤,特別是在火電廠運行負荷不斷提升的基礎上,鍋爐受到溫度的影響更容易結(jié)焦,繼而運行出現(xiàn)苦難。因此,需要采取合理的方式進行配煤摻燒,成為延伸神華煤鍋爐燃燒范圍的關鍵。該火電廠為了對不同混煤的運行特性有所了解,特別進行了不同方式的摻燒試驗。在實驗過程中將神華煤與其他煤按照固定的比例在鍋內(nèi)進行全爐燃燒;并在兩層噴燃器中進行混合燃燒。經(jīng)過對實驗結(jié)果進行分析后發(fā)現(xiàn),該方法非常合理,可以應用。

        從試驗結(jié)果中可以看出,通過應用配煤摻燒結(jié)渣情況得到有效的改善。試驗中對不同位置的參數(shù)進行了仔細的檢查,采用分層摻燒的方式,爐內(nèi)沒有任何的殘渣現(xiàn)象;在全爐進行燃燒時,只有輕微的結(jié)渣現(xiàn)象,可以通過提升空氣系數(shù)等方式對其進行調(diào)整。同時分層燃燒的方式可以對風力進行控制,對于煤質(zhì)特性差異比較大的煤種非常適用。因此,采取分層摻燒的方式更加合理,可以從根本上保證鍋爐的穩(wěn)定運行,保證安全性。

        根據(jù)煤的燃燒特點,分層燃燒具有多種配置方式。1)可磨性系數(shù)不高、含有大量的碳,一般最下層會布置燃燼性差的煤,使煤粉可以在爐內(nèi)可以停留更多的時間,使其可以充分進行燃燒。2)在中間兩層可以配置著火比較慢的煤種,上下兩層可以布置容易點燃的煤種,使質(zhì)量比較差的煤可以在高溫度中充分燃燒。同時最小層和最上層需要保持良好的通風,避免噴燃器口出現(xiàn)結(jié)渣問題。3)爐膛出口溫度不高時,可以在上層燃燒器噴口位置布置含有大量碳的煤,從而對爐膛內(nèi)的溫度進行合理的控制。4)下層承載的符合比較低,因此可以在該位置配置不容易產(chǎn)生灰的煤種。5)神華煤含有大量的水分,在進行配煤時,需要選擇水分含量少的煤種。

        神華煤不僅品質(zhì)優(yōu)良,同時釋放的硫含量比較少,可以有效減少污染物的排放量,為火電廠帶來更多的經(jīng)濟收入。

        印尼煤摻燒:印尼煤具有發(fā)揮性高、水分多的特征,煤質(zhì)特性非常不穩(wěn)定。為了使摻燒更加合理,在進行摻燒時,可以使用分層和爐內(nèi)完全燃燒的方式進行摻燒,經(jīng)過摻燒后發(fā)現(xiàn),采取分層摻燒的方式效果更加良好,但是爐內(nèi)完全摻燒的方式在安全和經(jīng)濟性方面更勝一籌。特別需要注意的是,在對印尼煤金星村摻燒時,因其揮發(fā)性比較強,很容易發(fā)生自燃,所以必須加強對原煤的檢查力度,對磨煤機出口溫度進行控制,對自燃問題進行規(guī)避。噴燃器口結(jié)焦也是燃燒高揮發(fā)煤的主要特點,所以在進行調(diào)整時需要保持足夠強大的風率,使著火距離可以增加。

        伊泰煤摻燒:伊泰煤具有水分含量多,灰融點低的特點,可以實現(xiàn)高溫度發(fā)熱。受伊泰煤灰融點影響,如果只有該種煤在鍋爐內(nèi)進行燃燒,很容易導致鍋爐內(nèi)出現(xiàn)結(jié)焦問題。為此,該火電廠針對性該煤種的特點,一般與水分比較低的煤進行混合,在鍋爐內(nèi)進行燃燒。

        通過鍋燒實踐發(fā)現(xiàn)該煤種在不同的鍋爐和磨煤機進行摻配時,磨煤機很容易發(fā)生堵塞,主要就是因為該煤種黏性比較大,不能合理地進行制粉,當煤量不斷增加時,沒能及時配合一次風,導致調(diào)整不合理,出現(xiàn)堵磨問題。針對低灰融點的煤進行配燒時,需要實時觀察鍋爐溫度,經(jīng)過一段時間的燃燒后再加入高發(fā)熱量的山西煤,使鍋爐可以快速掉焦。

        3 結(jié)語

        綜上所述,通過對配煤摻燒進行研究,可以使火電廠的煤源更加豐富,為火電廠供應更多的煤量,保證火電廠的穩(wěn)定運行,使火電廠可以增加更多的經(jīng)濟收益。隨著社會經(jīng)濟發(fā)展和全世界能源的告急,煤炭市場變化很大,為了使資源可以合理地進行配置,降低能源消耗,拓寬煤源。

        參考文獻

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        [3]郭娟.淺談火力發(fā)電廠燃煤配煤摻燒技術[J].中國設備工程,2017,8(7):190-191.

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