摻配煤技術在火力發電廠鍋爐燃燒中的應用探討

眭永濤

摘 要：社會經濟的發展離不開電力的支持，就目前來看，我國對于電力的需求越來越高，而為了滿足人們日常生活生產對于電力的需要，國家也在大力推廣電力項目的建設。火力發電廠為了節約煤炭資源，同時也是為了能夠使煤炭資源的利用率能夠達到最高，很多采取了摻配煤技術來提高煤炭在鍋爐中的燃燒效率。文章主要就摻配煤技術應用的必要和意義、在混合摻配時需要考慮的煤種特性以及傳統摻配煤技術的不足進行分析，并且提出火力發電廠在使用摻配煤技術時的幾點建議。

關鍵詞：摻配煤技術；火力發電廠；鍋爐燃燒；應用；探討

中圖分類號：TM621.2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）15-0048-02

伴隨著我國社會經濟的不斷發展，經濟水平也在逐漸的提高，人們對生活質量的要求也越來越高。而要保證我國國民的生活質量，首當其中的，就是要保證電力的正常供應。根據BP公司發布的《世界能源統計評述》來看，在2009～2014年這幾年間，全球的電力消費總量增加了17%，美國的電力消費只增加了4%，而我國則在這短短幾年間增加了52%。而之所以我國的電力消費會有如此大的提升，除去我國這幾年經濟高速騰飛以外，也與我國電力項目發展迅猛有著極大的關系。從2002年的電力體制改革開始，我國的發電裝機容量就在不斷地增加，凈增規模已經超過了10億kW。2011年，我國的發電量達到4 713 TWh，超過美國成為全球最大的電力生產國。而到了2015年，全國6 000 kW以上包括6 000 kW的電廠發電裝機容量已經超過了14億kW，年均增長達8.5%。而在這其中，雖然由于新能源不斷地開發利用，火力發電的占比有所減少，但是仍然在65%以上，火力發電依然是我國電力行業中最為重要的一部分。

1 加強摻配煤技術在火力發電廠鍋爐燃燒應用的 意義

在火力發電中，煤炭的使用占據了火力發電成本的70%。而就目前我國的情況來看，我國的煤炭生產量雖然位居世界第一，但是我國的煤炭消費量同樣的在世界上排名前列。在2014年的時候，全球煤炭產量為81.65億t，而我國的煤炭產量就達到了38.74億t，占比全球煤炭產量的47.45%。

與此同時，在2014年時，我國的煤炭消費量為35.1億t，占據全球煤炭消費總量的50.55%。雖然從數據上來看，我國的煤炭行業正處在一個生機勃勃的時候。但需要注意的是，雖然我國的煤炭資源十分豐富，但是其分布卻極度的不均衡。

現在我國的煤炭資源主要是集中在北方的大興安嶺-太行山與賀蘭山地區，以及南方的云貴、四川地區。大興安嶺-太行山與賀蘭山地區主要囊括了內蒙古、山西、陜西、寧夏、甘肅、河南全境或者大部分區域，其煤炭資源量約占全國的煤炭資源量50%左右。而云貴、四川這三省的煤炭資源量雖然不如北方的豐富，但是也占據了我國南方煤炭資源量的91.47%。不過云貴、四川地屬偏遠，煤炭主要消耗地又是集中在發達的東部和南部的沿海地區，由于當地經濟的高速發展以及社會建設的不斷加快，其對煤炭的需求也越來越大，往往需要采取北煤南運或者西煤東運的方法才能滿足東部和南部沿海地區的需求。但是，北煤南運以及西煤東運的運輸成本較高，并且，一旦中途出了任何的意外，所需用煤無法及時抵達的話，就很容易造成當地市場煤炭資源匱乏，進而影響當地煤炭價格，導致價格飆升，整個煤炭市場紊亂。

為了改善并解決由于當地煤炭資源匱乏所可能對企業帶來的不良影響，許多火力發電廠采取了在鍋爐燃燒時不再使用單一設計的煤種，而是使用混煤來進行燃燒，這也就是筆者今天要探討的摻配煤技術。

如果能夠科學合理的使用摻配煤技術，不僅能夠保證鍋爐燃燒時的高效和穩定，同時，結合不同煤種的特性，還可以摻燒一定量的劣質煤，大大提高了煤炭資源的利用率。而由于摻配煤技術是采取結合不同煤種的方法，也可以讓火力發電廠擺脫以往對于單一煤種的依賴，讓火力發電廠擁有更多的主動權。

在摻配煤技術中，需要的是通過不斷地優化不同煤種的配比，在提高燃燒的效率的同時，也需要注意適應鍋爐設計的問題。比如在火力發電廠中，爐膛結渣是一個十分常見的行業問題，然而此問題會對鍋爐幾組產生嚴重的安全隱患。而摻配煤技術可以通過對不同煤種的選擇和配比，來很好的緩解這一問題。

最后，眾所周知，在火力發電廠燃燒的時候，不可避免的會產生大量的粉塵、SOX和NOX等一系列的污染物，對周邊的環境產生極為惡劣的影響。而使用摻配煤技術，通過選取和配比，還可以有效地降低污染物的排放，減少對周邊的環境污染。

2 摻配煤特性的分析

從上文來看，我們可以看出，摻配煤技術的應用能夠為火力發電廠的鍋爐燃燒提供更大的幫助。然而，摻配煤技術雖然從操作的方法上來看極為簡單，就是將不同的煤種進行挑選，混合配比后再一起投入到鍋爐中進行燃燒使用。但是，在實際的應用過程中，則需要十分了解和清楚不同煤種的燃燒特性，這樣才能知道煤種之間的最佳的摻配設計和混合比例，以此來保證混合煤的燃燒特性，使其能夠在鍋爐燃燒中達到最大的燃燒效率。而怎樣的燃燒特性才能在燃燒時達到我們想要的效果呢，主要是參考以下幾種特性。

2.1 統一的可磨特性

混合煤的可磨特性指的就是摻配的兩種或者多種煤種，在進行研磨之后的研磨效果。

眾所周知，在火力發電廠中，為了能夠讓煤炭進行充分的燃燒，一般會先將煤炭進行研磨至粉末狀后，才將煤炭粉末投入到鍋爐中進行燃燒。在大力推廣摻配煤技術后，混合煤的燃燒同樣也需要將煤炭研磨成粉末才能進行燃燒。但需要注意的是，并不是所有的煤種其研磨后的研磨效果都相同，不同煤種間研磨的顆粒也存在著大小的差異。因此，在選擇煤種進行摻配的時候，一定要考慮到不同煤種的可磨特性，這樣才能保證煤炭的充分燃燒。否則很有可能就會出現，顆粒大小不一樣的煤種在鍋爐中進行燃燒后，有一部分大顆粒的粉末無法充分燃燒，導致煤炭的燃燒利用率大打折扣，違背了采取摻配煤技術的初衷。

2.2 統一的著火特性

不同的煤種之間其著火特性有著區別，在煤炭燃燒的環境中，只有當氧氣充足，并且溫度足夠達到煤炭的著火點，才能使煤炭發生熱分解反應，產生熱能。然而，不同的煤種其著火點不同，因此，在摻配不同煤種時，也一定要注意摻配煤的著火點。這是因為，即便是處于在混合煤的情況下，不同煤種的著火特性也還是獨立保持著。在鍋爐燃燒的時候，著火點低的煤種會先開始燃燒，然后在先一種燃燒的煤中產生了熱能，使鍋爐內的溫度達到難然后煤種的著火溫度時，后一種煤種才會開始燃燒。這樣一來就極大的影響了鍋爐的燃燒效率，因此，在選擇不同煤種進行混合摻配的時候，最好要選擇著火特性相近的煤種，這樣才能保證煤炭的燃燒效率。

2.3 統一的燃盡特性

我們都知道，煤炭在燃燒過程中，需要大量的氧氣支持。而在火力發電廠的鍋爐燃燒中，如果使用的是混合煤，而這兩種混合煤的燃盡特性相差較大的時候就會發生一件事，那就是混合煤的整體燃盡特性會更加接近難燃盡煤種的燃盡特性。這是因為混合煤在進行燃燒的過程中，易于揮發的煤種會先一步消耗鍋爐內的氧氣，使得難燃盡煤種在燃燒的過程中出現缺氧的狀況，這樣一來不僅不易于難燃盡煤種的燃燒，使其燃燒的時間加長，更加影響混合煤的燃燒效果。因此，在進行摻配混合的時候，一定要考慮不同煤種的燃盡特性，使其燃盡特性盡量達到統一。

3 傳統摻配煤技術的不足

目前在我國的大多數火力發電廠中仍然采取的是傳統的摻配煤技術。傳統的摻配煤技術所使用的方式就是“爐前摻配、爐內燃燒”，這種方法就是先將選取好的煤種進行比例混合，然后再將煤種放入到研磨機中進行充分研磨，得到研磨好的煤炭粉末后，最后再投入到鍋爐中燃燒。這樣傳統的摻配煤技術靈活性很高，方便工作人員的操作，但是也存在十分多的不足。比較突出的有三點：由于可磨特性不同帶來的煤炭顆粒大小不一，導致煤炭無法充分燃燒；由于不同煤種的燃盡特性不同，導致鍋爐供氧不足，造成燃燒效率低下和原料浪費的現象；由于不同煤種在摻配比例中所占的多少不同，導致煤質不均，直接影響了混合煤的整體質量。

4 針對傳統摻配煤技術的改良

針對傳統摻配煤技術的不足，我國火力發電廠的相關技術人員也在此技術上進行了一系列的改良，并且探索出了新的摻配煤技術，以此來提高煤炭的燃燒效率。而具體的改良方法，根據不同火力發電廠所配備的制粉系統可以分為兩種。

4.1 直吹式制粉系統

針對直吹式制粉系統，在傳統摻配煤技術的改良上主要是針對研磨步驟。將原本的先選取煤種進行一定比例的混合配比后一起進行研磨改為將不同的煤種分別放置于不同的研磨機中進行研磨，然后再通過各煤機的一次風管把研磨好的煤炭粉末直接輸送到鍋爐中進行燃燒。這樣分開研磨的方法，首先避免了在研磨過程中出現由于不同煤種的可磨性不同導致的顆粒大小不一的問題。其次，由一次風管直接運輸到鍋爐，在此期間節約了煤種的摻配以及運輸時間，大大的提高了火力發電廠的效率。

4.2 倉儲式制粉系統

采取倉儲式制粉系統的火力發電廠除了可以通過分開制粉的方式來提高煤炭的燃燒效率以外，同時不同的研磨機還可以在將不同的煤種進行研磨后，放置到儲粉倉中進行分開運輸到不同的燃燒器噴口，針對不同煤種的著火特性進行燃燒。

除此之外，倉儲式制粉系統還有另一種方法就是選取煤炭粉末，將挑選好的煤炭粉末輸送到同一儲粉倉中，然后再粉倉中對煤種進行混合配比，最后再把混合好的混合煤粉末輸送到鍋爐中燃燒。這種方式可以很好的解決不同煤種的燃盡特性不同的問題，對減少飛灰和爐內爐渣非常有幫助。

5 結 語

雖然現在新能源已經開始廣泛的使用，但是目前我國電力的生產主要還是依靠火力發電廠，而在火力發電廠中，主要是依靠煤炭來提供電能。雖然我國的煤炭資源十分豐富，但是由于分布不均，因此在部分地區仍然會出現煤炭資源匱乏的情況。通過科學合理的使用摻配煤技術，可保證鍋爐燃燒時的高效性與穩定性還摻燒一定量的劣質煤，顯著提高了煤炭資源的利用率，有利于火電發電效益的提升。

參考文獻：

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