探究電廠鍋爐混煤摻燒技術的實踐應用

魏 來

（國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110016）

我國傳統的發電形式一般為火力發電，需要大量煤炭資源經過燃燒形成熱能轉換為電能，因此煤炭為此發電方式的主要能源，然而我國煤炭數量有限，如今已呈現消耗過渡狀態，同時隨著科技與信息時代的不斷進步，人們已經離不開電力資源，為了節約能源，加強電力資源的輸入，我國以探究了太陽能發電、風力發電等技術，并廣泛投入使用，取得了顯著效果，但作為我國輸電的主要方式，煤炭燃燒發電問題也受到了我國相關部門與有關學者的高度重視，為了節約能源，為社會提供高效電能，因此我國熱力發電應根據煤炭燃燒的特性對鍋爐進行相應的升級與改造，在保證鍋爐燃燒、發電穩定的同時，節約電廠成本，獲得高效利益，達到節約能源、為社會提供更好地電力服務目的。

1 混煤摻燒技術

區別于傳統的煤炭燃燒技術，混煤摻燒技術在鍋爐發電過程中，將不同種類的煤炭混合、攪拌，并通過加工形成一種新型混合煤進行燃燒。將各種煤炭進行混合、合成的工藝流程并不復雜，但需要一定的關鍵技術與混合手段，因此在對不同種類的煤炭進行混合時，要了解各種煤炭的分子結構及燃燒特性，運用固定的比例進行配置加工，才可混合出具有高熱能的混合煤炭，提升燃燒性能，獲得高效的熱能轉化為電力，供社會使用。因此，在進行煤炭混合技術的應用時，需要相關技術人員及實施人員具有一定的相關知識，掌握常見物理及化學知識，對各種煤炭的特征與性質有充分了解。

1.1 混煤摻燒技術特性

混煤摻燒技術需要注意其可磨性、著火性及燃盡特性[1]。其中，可磨性為不同煤炭之間的可磨性差異，由于混合煤炭種類不同，因此煤炭之間的著火性能、著火時常也各有不同，導致可磨性差異較大，若可磨性差異小的不同煤炭混合在一起，雖工藝簡單，但對著火效率無過多改善，而將可磨性差異較大的各種煤炭進行混合，形成新的煤炭可形成可磨性更高的煤炭，煤炭粒徑更粗，燃燒緩慢，較傳統煤炭相比，在釋放相同的熱能同時，混合煤炭可節省大量煤炭資源，因此在進行煤炭摻燒時，要考慮難磨煤質燃燒問題。著火性：煤炭燃燒時，周邊溫度會上升，產生熱分解效應出現，煤炭會因不充分燃燒產生焦油并揮發一些可燃氣體，熱分解效應還會受到升溫速率及活化性能的影響，同時，若煤炭燃燒時，會出現失重速率高峰，多種煤炭混合燃燒會出現多種失重速率高峰，說明在進行混合煤炭燃燒時，不同的煤炭仍然具備原有的燃燒特征，且根據煤炭不同，其著火點不同，混合煤炭會經過多次更充分的燃燒，保證了其燃燒效率。燃盡特征：不同的煤炭之間揮發性能也各有不同，與可磨性相似，揮發性差異小的煤炭進行混合燃燒時，則處于正常燃燒現象，若揮發性煤炭差異較大的幾種煤炭融合燃燒，煤炭之間會出現“搶風”現象，指煤炭之間燃燒較快，空氣中的氧氣消耗較為迅速，燃燒較充分，因此，揮發性較差的煤炭燃燒較慢，無法進行充分燃燒，二混合煤炭的燃燒特性可進行近一步的充分燃燒[2]。

1.2 電廠鍋爐混煤摻燒技術弊端

電廠鍋爐混煤摻燒技術雖逐漸成熟且加以利用，但仍舊出現一定弊端[3]。第一，在進行混煤摻燒過程中，由于鍋爐內的燃燒物質不夠穩定，加上鍋爐以適應長期的單一煤炭燃燒，易出現自動熄火現象，無法保證混合煤炭擁有一種良好的燃燒狀態，降低了鍋爐的燃燒穩定性，因此，為了避免出現“熄火”現象發生，需要對鍋爐加入混合煤炭的同時適量加入合適鍋爐的煤炭進行燃燒；第二，在混煤摻燒過程中，易出現風管堵塞現象，使煤炭的燃燒性能大大降低，且風管一旦出現擁堵，會使空氣產生大量阻力，導致鍋爐通風造成影響，不利于鍋爐的整體燃燒及充分燃燒，摻燒中產生的熱效率及發電效率嚴重下降。

2 傳統燃燒技術特征

傳統的混合煤是在煤炭燃燒之前將多種煤炭用同一方法混合均勻再進行磨煤操作，將煤炭充分研磨，磨成煤粉便可燃燒產生熱，這種燃燒方式對電廠使用較為廣泛，一般需要較大儲煤場地且一般選用可磨性相近的煤炭在混合煤使用之前充分融合，再投入混合煤，對煤粉的著火特性與燃燒過程中的穩定性帶來保障。然而，這種傳統的燃燒技術存在一定弊端，第一，煤粉無法保證均勻。混合煤的可磨性與難磨煤相似，且煤質之間差異性較大，在磨煤過程中，無法保證研磨程度，一旦配比標準不當或管理不到位，易發生難磨煤的研磨程度不夠或易磨煤的過度研磨情況，會使混合煤分布不均，使煤炭在經過燃燒后飛灰含碳量與爐渣含碳量較高，達不到理想燃燒效果，浪費了煤炭資源，加大了電廠成本，不符合我國發展目標。第二，煤質波動受到限制。對于煤質波動較大的混合煤炭，其進行混配的設備質量與電廠管理都有較高要求，劣質煤炭一般含硫量高且燃燒率低，燃燒后會產生嚴重的大氣污染，因此，在進行煤炭混合時，若摻入劣質煤炭會出現摻混手段欠缺、煤炭不均勻現象，在燃燒中，易出現滅火或結焦現象，若劣質煤炭嚴重超標，甚至會出現爆炸或燒損風管等現象。第三，運行時間過長引起成本增加[4]。在進行煤炭混合時，及時手段欠缺，但也要保證混合煤炭的均勻特性，因此，需要大量人工工作對其進行操作，同時在煤炭燃燒時，輸煤設施應長時間運行，在這種環境下，不但增加了勞動力與勞動強度，還會出現電力消耗，增加了企業成本，不利于企業行良好生存。

3 電廠鍋爐混煤摻燒技術的實踐應用

在電廠企業中，摻燒技術的作用與優勢越來越大，但進行燃燒時也會因不同煤種研磨不均勻或配風不科學等現象影響鍋爐運行質量，為了使煤炭在鍋爐中充分燃燒，提升燃燒質量，如今很多電廠企業在運行時都采用不同煤種的粉碎、摻燒技術，在保證電廠發展的同時，提高質量效率，同時對摻燒技術不斷升級、優化，根據各種經驗對更加高效的摻燒技術進行探究，形成多種摻燒模式。

3.1 “分磨制粉，爐內摻燒”應用

發電廠的煤粉是直接吹制系統，混煤方法一般為直接將各種煤倒入磨煤機中，同時進行相應的研磨[5]。在研磨過程中，煤粉在同一時間的磨削時厚度均勻，再將煤粉通過煤機供氣管送至鍋爐內燃燒，混合煤在進入鍋爐之前要配備相應的磨機，可節省混合時間，減小混合空間，同時減少勞動力的輸出，不會出現因混合煤的細度分配不均問題，保證了煤的穩定性能，可進行充分燃燒，提高煤粉再燃率[6]。隨著電力企業的不斷發展，摻燒技術的有效性經過反復驗證已得到較好應用，可進行廣泛推廣，因此在發電廠的煤炭經過粉化情況下，該系統是儲能粉化系統，對不同類型的煤炭可進行桐鄉的粉碎組合，在對煤炭進行粉碎組合后，可將燃燒物質放在存儲箱中，同時將存儲箱送到燃燒系統的噴嘴，使煤粉通過噴嘴進行噴射，噴射到火焰中形成充分燃燒[7]。這種混合方式的弊端為燃燒煤可輸送到適當位置，改善燃氣鍋的燃燒環境，鍋爐內一旦局部地區的燃燒系統發生改變，更適合燃燒不易結渣的渣煤。同時，由于我國煤炭資源處在嚴重損耗情況，煤炭資源短缺，電力企業在進行摻混煤炭發電時會吸收大量當地無煙低質煤，這種無煙低質煤的燃燒性能較差，會限制發電企業的發電條件，采用泡沫煤的傳統方法難以保證散煤的可控性，但采用分流粉碎混合的方法可以解決燃燒現場出現的人力不足等問題，使粉煤灰的碳含量增加，保證混合煤具有一定再燃性。

3.2 “爐外磨制、機械摻混、鍋爐內燃燒”方式應用

這種方式需要倉內摻混，因此適用于倉儲式制粉系統。方法為先通過磨粉機將選定的一種煤磨制好，再將磨粉送到同一磨粉倉中，完成混合攪拌，再將攪拌好的煤粉分入鍋爐中。這種方式的優點為克服了混合煤炭的燃盡特性與難燃煤種相近的缺點，使混煤著火特性與易著火煤種相近的優勢增加，燃燒后，對煤灰中的碳含量進行檢查，其存在的碳含量較少，說明燃燒更加充分，因此此類效果優勢較大，可進一步投入使用。

3.3 加強管理制度

完善管理體系，通過規范的管理制度對工作人員進行節能約束，同時提高工作人員對設備及機器的認知，減少事故發生，進而提升節能效果，可通過獎懲制度落實工作人員的規范工作效果，對規范工作的員工進行適當獎勵，加強工作人員的減排意識與積極性，同時對違反工作制度的工作人員給予相應懲罰，實現員工規范化，提高工作人員的工作質量，保證煤炭可以安全運輸、磨粉、攪拌、燃燒。此外，提升工作人員的專業技能素養，由于電廠存在一定不受重視的崗位，這種崗位技術性差，勞動性較強，對員工的要求不高，因此很多沒有經過專業訓練的人承擔此工作，然而這些人未經過系統的技能培訓與相關安全教育，會導致在工作中難以按照正規流程操作，出現安全風險的可能性較大，因此在員工上崗之前，應對相關人員進行相應培訓，并考核培訓效果，根據員工特點分配任務工作。

4 結語

隨著社會節能減排的需求，電廠的發展方向也逐漸向節約能源改進，燃煤熱力發電作為我國主要的發電方式之一，雖具有一定的傳統化，與風力發電、太陽能發電相比缺乏一定環保性與資源浪費性，但其輸出的巨大電能是其他發電方式難以比擬的，因此為了節約能源，減少企業成本，應提高煤炭燃燒的利用率，本文通過探究電廠鍋爐混煤摻燒技術的實踐應用，提出了“分磨制粉，爐內摻燒”應用、“爐外磨制、機械摻混、鍋爐內燃燒”方式應用與加強管理方法，為提高煤炭使用效率、達到節能目的做出改進，符合我國社會發展形勢，為企業創造更多收益。