浅析电厂锅炉的混煤燃烧技术与应用

1、    浅析电厂锅炉的混煤燃烧技术与应用    侴晓辉摘 要：随着我国经济建设的运行发展，能源消耗日益加剧，国内煤炭石油等原料不断消耗，这种情况下，电煤供应形式的情况变得相对紧张，目前国内的电厂普遍采用混煤燃烧的方式来维持锅炉燃烧，为了使电煤供应形式得到相应的改善。本文也立足于电厂锅炉混煤燃烧技术在实际中的应用情况，分析研究其在应用过程中的问题，从而提出应对措施。关键词：电厂锅炉；混煤燃烧；技术应用一、混煤燃烧技术应用的现状燃煤电厂锅炉是根据特定煤种进行设计的。设计煤种不同，锅炉的炉型、结构、燃烧器及制粉系统的选择也不同。设计锅炉时依据的煤种为设计煤种，

2、是最佳的“适炉”煤种。但由于我国煤炭储量分布和生产的严重不均以及我国煤炭煤质特性的较大差异，目前越来越多的电厂在运行时很难燃用设计煤种，甚至无法燃用校核煤种。在当前燃煤条件下，为最大限度地保证锅炉运行的稳定、经济、安全与环保，混煤燃烧已成为火电厂的必然选择。目前，国内外科研单位对混煤燃烧的实验室研究做过不少，具体包括混煤的煤质特性、着火特性、燃尽特性、结渣特性、污染物排放特性和可磨性等，并获得了一定的研究成果。在此基础上，越来越多的电厂开始在电厂锅炉上开展混煤燃烧工作，并取得了不错的效果。二、混煤燃烧对锅炉运行的影响1.着火燃烧问题如果锅炉燃烧两种可磨性差异较大的煤种，可能会造成煤粉的过粗或过

3、细，影响锅炉的燃烧。易磨煤种会“过磨”，煤粉过细；难磨煤种会“欠磨”，煤粉过粗，导致混煤燃烧时难磨煤种的燃尽率降低，影响锅炉热效率；若提高磨煤机煤粉细度，难磨煤种可以达到着火燃烧的细度要求，而易磨煤种细度过高，会引起燃烧器喷口的烧损或结焦。当锅炉采用“分磨制粉，炉内燃烧”方式或“分磨制粉，仓内掺混，炉内混烧”方式燃烧混煤时，可以通过调整各磨煤机的煤粉细度来达到不同煤种着火燃烧的需求。若锅炉燃烧混煤的挥发与设计煤种差异较大，原有的燃烧器系统可能会对混煤的燃烧产生一定影响。设计煤种为挥发较低的煤种时，燃烧器喷口的高宽比较大，以便卷吸较多的高温烟气，获取与高温烟气较大的接触面积，强化着火。2.锅炉热

4、力性能的影响当锅炉燃烧的混煤煤质与设计煤种差异较大时，对锅炉的热力性能会产生一定的影响。当混煤的挥发分含量高于设计煤种时，需配以较高的一次风率推迟煤粉的着火，确保燃烧器喷口的安全运行，但煤粉着火后的燃烧反应速度较快，燃烧强度也更剧烈，炉膛内火焰中心位置下降，水冷壁吸热增加，炉膛出口烟温降低，造成锅炉过热器欠温等问题。若混煤的挥发分含量大大高于设计煤种，也可以考虑在保证炉膛内燃烧稳定的情况下适当地降低空气过量系数，减少锅炉排烟热损失，提高锅炉热效率。当混煤的水分或灰分含量高于设计煤种时，混煤的发热量就低于设计煤种，锅炉对流过热器和对流再热器的出口汽温将会升高。与此同时，燃煤量的增大和所产生的烟气

5、量的增大会导致磨煤机、锅炉引风机等一系列锅炉辅机的电耗上升。3.运行可靠性问题当锅炉燃烧混煤时，煤种的改变会导致煤灰特性的改变，因此锅炉运行时各受热面的结 渣、积灰情况也会发生相应的变化。当锅炉的结渣、积灰情况加重时，受热面的传热 热阻增加，锅炉的排烟温度升高，导致锅炉效率下降。炉膛的结渣情况加重后，水冷壁吸热量减 少，炉膛出口烟温会升高，过热器的吸热量会增大，而后导致过热器减温水量增大或汽温超温。锅炉受热面的结渣、积灰容易引起炉内烟气通道的局部堵塞，会增加烟气通道的阻力，需要更高的引风机出力来保证锅炉的正常运行，增加了电厂用电量，降低了锅炉运行的经济性。当炉内结渣严重时，还会发生渣块的掉落，

6、造成炉膛灭火、砸坏炉膛水冷壁等事故。4.nox排放问题燃煤锅炉nox的排放会给环境造成极大的污染，因此国家也制定了相应的法规限制燃煤锅炉nox的排放。当锅炉燃烧水分低于设计煤种的混煤时，会造成炉内燃烧温度变高，增加了热力型nox的生成量。当锅炉燃用挥发分含量高于设计煤种的混煤时，由于煤粉燃烧生成的nox中大部分是燃料型nox，而在燃料型nox中60%80%又是由挥发分中的氮生成的，因此锅炉的nox排放浓度会上升。当锅炉燃用可磨性差于设计煤种的混煤时，若磨制的混煤煤粉较粗，在挥发分析出阶段，煤粉越粗，被加热的速度越慢，析出的co气体就越少，还原性气氛就越弱，nox生成量就升高。同时，粗煤粉由于其

7、反应表面积减小，焦碳对nox的还原能力减弱。因此，粗煤粉会导致较高的nox排放浓度。三、新型混煤燃烧技术的研究1.“分磨制粉，炉内燃烧”的应用分析“分磨制粉，炉内燃烧”在直吹式制粉系统的锅炉中使用的燃烧方式就是使用不同的磨煤机磨制不同种类的原煤粒，研磨之后的煤粉会经过用来研磨自身煤粉的磨煤机一次风管直接输送到锅炉内进行燃烧，经由不同磨煤机磨制的煤粉会在锅炉内部进行混掺燃烧。采用“分磨制粉，炉内燃烧”方式，有效解决了混煤在燃烧过程中的不稳定性，并且改善了煤粉燃烧的经济性。在仓储式制粉系统中应用“分磨制粉，炉内燃烧”的方式，是指磨煤机磨制各自选定的煤种，将煤炭磨制成粉之后进入各自的粉仓，不同种类的

8、煤粉会由不同的粉仓分别输送到不同的燃烧器喷口，而煤粉的混合则与锅炉的燃烧过程同时进行。2.“分磨制粉，仓内掺混，炉内燃烧”的应用分析在锅炉系统具备相应的条件时，中储式制粉系统的磨煤机会磨制各自选定的煤种，将煤炭充分研磨后形成的煤粉输入同一个煤粉仓，这样，煤粉的混合就会在煤粉仓内进行，而燃烧器在燃烧过程中使用的就是性质完全相同的混煤。此混合方式保留了混煤本身着火特性接近于易着火煤种的优点，同时确保在燃烧时难磨煤种可以燃烧彻底，克服了混煤燃尽特性接近于难燃尽煤种的缺点，大幅度提高了煤炭的利用率。电力技术的不断发展使得传统的混煤燃烧技术已经无法满足社会对电力的大量需求，新型“分磨制粉”的混掺技术以其

9、高燃烧率和低浪费率的优点赢得了广泛的认可，有效增强了电厂的生产力，提高了经济效益。结束语：社会的需求决定了电厂的发展，燃煤锅炉作为电厂重要的电力生产设备之一，其地位目前仍然难以撼动，但是为了节约能源也提高煤炭利用率，在混煤过程中严格按照需要混煤的可磨性特性、燃烧特性等深入研究，选取最合适的混煤燃烧方法，以此提高煤炭的使用效率。参考文献：1施正倫，多煤种配煤特性的试验研究j.动力工程，1997，17（2）16-20.2段学农，朱光明，焦庆丰，等.电厂锅炉混煤燃烧技术研究与实践j.中国电力，2008，41（6）：51-54.3匡真平，李凌阳，杨鹏飞，等 .沙角b电厂350mw机组锅炉燃烧印尼煤试验及分析j.广东电