如何在發電中實現低熱值煤的綜合應用

■李飛谷 吳家文 廖幫貴 朱峰波 柳勇

（畢節市煤礦勘測設計院 貴州畢節 551700）

如何在發電中實現低熱值煤的綜合應用

■李飛谷 吳家文 廖幫貴 朱峰波 柳勇

（畢節市煤礦勘測設計院 貴州畢節 551700）

低熱值煤一般指煤泥、煤矸石和泥中碳等，這些工業廢料特別是煤矸石的大量排放帶來了很多問題，無論是對土地資源的浪費還是對于環境的污染，我國近兩年也開始了對于煤矸石的處理工作，但是絕大部分的利用方式過程中的附加值都比較低，對于煤矸石等低熱值煤在發電中的綜合應用無疑是最具前景的，本文結合循環硫化床燃燒技術，實現煤矸石的在發電中的綜合利用。

低熱值煤煤矸石循環硫化床燃燒技術火電站供暖體系

1 循環流化床鍋爐的技術特點

由于低熱值煤的含碳量少，所以需要高濃度的原料，因此在循環流化床鍋爐內部的燃料濃度比一般的煤粉爐都高，由于分離器的存在，大量的顆粒在循環回路中獲得反復的燃燒，由于灼熱床料也使得燃燒過程比較比較穩定，幾乎可以燃燒所有的低熱值煤（貧煤、煙煤、煤矸石、是有焦等）都能獲得充分持續的燃燒，而且基于環境的需求，循環流化床鍋爐對于二氧化硫的脫出率也比較高，比較容易達到環保的要求，這些技術上的優點對于低熱值煤的利用是明顯的，國內的很多火力發電廠都加大了循環流化床鍋爐的建設力度，由于燃料成本較低，加上國家政策的扶持，能最大程度上保證企業的經濟效益。

2 低熱值煤在發電領域的綜合應用

首先是技術優勢，我國粗放式經濟增長模式給我國環境造成了非常大的危害，基于我國的上下游產業政策和宏觀能源政策的角度出發，國家能源局頒布了相關的規定，明確了低熱值煤在發電中的應用的重要意義，以及其重要的指導思想。低熱值煤在發電領域的潛在問題主要變現在，常規的摻燒低熱值煤在循環流化床鍋爐應用于發電領域有著一定的局限性，所以燃燒的過程中需要參入一部分的優質煤，這在一定程度上削弱了其經濟性，但是過度的摻入低熱值煤又會產生一系列的問題，首先會增大循環流化床鍋爐灰渣量，對于渣的冷卻和傳輸過程造成了一定的阻礙，其次會加快鍋爐受熱面的老化，降低鍋爐的安全性。

3 低熱值煤應用于發電的技術可行性分析

3.1 外置床的設計

首先從設計的經濟效益來看，國內的循環流化床鍋爐大多數并不設置外置床，但是基于低熱值煤的燃燒特點，外置床的加入是必須的，它能擴大調節內部氣溫和床溫的調節范圍。我國早期的外置床技術是國外引進來的，該技術的閥體和爆管問題頻發，我國國產外置技術已經相當的成熟可靠。而別是江西省我國首臺210MW和330MW循環流化床鍋爐的投入使用，表現了其在外置床技術的成熟。

3.2 水冷壁磨損控制

水冷壁磨損是燃燒低熱值煤普遍存在的問題，為了避免磨損現象的發生，目前普遍采取的做法是額外的安裝一個主動多階式爐內防磨器，該裝置的設置方式要沿著爐膛水冷卻壁的高度從一定的間距布置。這種裝置能夠有效的減緩爐膛貼壁流的速度和內部顆粒物的濃度，在防磨方面的作用非常明顯，而且安裝簡單，不需要對現有的設備進行較大的改造。

3.3 低渣冷卻

低渣的冷卻和排放控制是威脅循環流化床鍋爐安全穩定性的主要原因，目前的滾筒式冷渣器的冷卻效果一般，由于對于熱量的回收能力較弱，冷源的熱損失非常大，因此采取新型冷渣器就成了耽誤之急，新型的冷渣器充分的考慮到了低熱值煤的燃燒特點，適用性相對較強，水冷過程中的磨損程度更小，對于低熱值煤的利用也更加的充分，同時也能提高鍋爐的利用效率。而且這種新型的硫化床是冷渣器的安全性能較高，還能能提高對熱量的利用效率。

3.4 燃燒中心區域氧控制

隨著循環流化床鍋爐的容積的不斷擴大，內部的面積也隨之增加，導致了中心區域的氧氣控制遇到了障礙，二次風噴口無法達到循環流化床鍋爐的中心區域，從而使得低熱值煤的顆粒得不到充分的燃燒，所以對于中心區域的氧控制是技術難點，為了改善這一狀況，一般采用的是降低爐膛寬度，或者增加二次風的流動強度，實現對于中心區域的氧氣控制。

4 發電中低熱值煤產生的余溫的利用

由于煤矸石等低熱值煤的含碳量較少，因此引入了循環流化床鍋爐來保證低熱值煤的充分燃燒，并用于發電，這個能量轉換的過程中實際上存在著大量的熱量消耗，特別是循環流化床鍋爐的凝汽器的熱量損失嚴重，如果能夠利用循環冷卻水的余熱用于區域供暖的話能夠對于低熱值煤的熱量得到更加充分的利用。為此我們借鑒了很多國外的先進技術，特別是對于循環流化床鍋爐的循環水系統的改造，對于低熱值煤發電使用的循環流化床鍋爐進行了改造，并且對于煤矸石等低熱值煤的燃燒發電過程中的熱量進行了模擬計算，通過計算我們知道了低熱值煤在整個能量轉換過程中損失的熱量能夠保證供暖系統的能量要求，在循環流化床鍋爐中引入的供暖系統的供暖循環水出水口的溫度經過測試基本達到供暖的要求，并且整個系統的設計并不影響低熱值煤發展的流程。驗證了煤矸石等低熱值煤利用循環流化床鍋爐技術用于發電是可行的，而且引入供暖系統也是可行的。

通過對地熱煤發電的綜合應用，以及使用循環流化床鍋爐對地熱煤的發電的關鍵技術分析，我們確定了低熱煤被應用發電的技術可行性，鑒于我國數量龐大的低熱值煤，大力開展低熱值煤發電是完全可行的。

5 結語

本文就低熱值煤應用于發電做出了詳細的闡述，對于循環流化床鍋爐技術和低熱值煤用于發電的關鍵技術進行的探討，分析了低熱值煤大力的發展的可行性，并且對于大力發展低熱值煤發電技術過程中產生的余溫問題做出了簡要的概述，對于我國低熱值煤在發電中的綜合應用有一定的參考意義。

畢節市科技計劃項目研究成果--項目編號：畢科合字【2014】33號

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P2[文獻碼]B

1000-405X（2015）-11-377-1

李飛谷，女，本科，副高。