电厂锅炉煤配烧掺烧实践与技术研究

电厂锅炉煤配烧掺烧实践与技术研究

李甑平

遵义铝业股份有限公司，贵州 遵义 563100

摘要:通过分析我国煤炭使用量以及储存现状，目前，焦煤的储存量为700亿t左右，肥煤的储存量为400亿t左右，炼焦煤的储存量为2800亿t左右。煤炭资源作为不可再生资源，其消耗量日益增长，如何提高煤炭的使用效益，降低煤炭的使用量，是落实可持续发展战略原则的重要内容。本文通过研究火电厂燃煤配煤掺烧技术的应用，分析配煤掺烧对火电厂锅炉运行产生的影响，并科学调整配煤掺烧比例，制订科学的检修技术，建立全供应链动态优化系统，实现对配煤掺烧流程的智能化管理，提高配煤掺烧技术的应用效果。

关键词:配煤掺烧;燃料管理;燃烧优化;发电成本

1配煤掺烧技术影响因素

1.1出力受限

配煤掺烧会导致煤质发生一定程度的变化，火电厂机组设备负荷状态发生改变，运行性能会受到一定程度影响。这种影响大多是不利的，可能会导致锅炉的出力受到限制。煤质的变化主要表现在灰分、水分、挥发性等几个节点，如果灰分发生一定程度的变化，可能会导致煤炭在锅炉内燃烧出现大量的煤渣，积灰程度也会有所增加，主要表现在炉膛内结渣以及受热面积灰。如果煤炭中的水含量发生变化，可能会导致可磨性有所下降，磨煤机的出力性能也会受到一定程度的影响，导致实际处理参数与额定处理参数并不匹配，影响火电厂锅炉机组的除尘性能。

1.2燃烧稳定性

如果配煤掺烧比例不科学可能会导致锅炉的煤耗量有所增加，并导致火电机组的用电量有所提高。在对煤种进行设计配比的过程中，如果设计煤种存在不科学因素，使用劣质煤，会导致燃烧过程中的稳定性有所降低，不但存在不完全燃烧现象还可能造成蒸汽参数大幅度波动。此外，劣质煤会导致排烟问题产生，并伴随过剩空气的提升，此问题产生会增加机组运行过程中的热损失，降低锅炉机组的运行效率。配煤掺烧如果使用劣质煤，其燃烧效果不好可能需要采取投油的方式提高煤炭的燃烧性能，但此举会进一步提高火电厂燃煤的成本。

1.3设备可靠性

配煤掺烧技术应用对设备的应用比较大，如果配煤掺烧中比例不科学，劣质煤的占比比较高，会导致机组的燃烧性能受到一定程度的影响，使火电机组在运行过程中出现灭火问题，燃烧的稳定性不足无法保障电量供给。受热面在积聚大量煤灰的情况下，会发生延迟反应，使炉膛内火中心向上方移动，上方温度提升速度比较快，过热器和再热器等零件设备会因此受到影响。因此，为切实避免配煤掺烧技术应用对设备所产生的影响，需要结合实际情况进一步配比设计。

2配煤掺烧技术应用方式

2.1间断掺烧技术

间断掺烧技术在火力发电中的应用又被称为周期性掺烧技术，当电厂处于供煤困难或者煤场比较小，存放空间不足的情况下，使用间断掺烧技术具有适应性。在火电机组运行过程中，如果燃烧某一个煤种，其存在比较严重的结渣问题，通过更换煤种或者混合其他煤种的方式掺烧，更换或者混合煤种一段时间之后，待到结渣问题有所缓解，使用单烧煤方式进行燃烧，可以起到控制炉内结渣，提高燃煤效率的作用。此配煤掺烧方式不受主体因素影响，采用随到随烧的方式维持电力系统的能源供给，该技术在应用过程中针对某些特殊煤种如高氧化铁煤的配比掺烧并不适用，在该技术应用过程中，需要切实观察锅炉机组的运行情况，避免其在运行过程中因长期处于高负荷状态，使煤渣进一步燃烧，影响机组设备的寿命。在对不同煤种进行更换或者混合的过程中，需要判断燃烧过程的温度场系数变化以及煤灰化学成本的变化影响因素，避免机组在燃烧运行过程中出现塌焦问题或者结渣进一步增厚问题产生。

2.2预混掺烧技术

预混配煤掺烧技术应用通过不同的传输带向煤斗内输入不同的煤种，该技术应用适合在煤场比较大的区域内应用，可以采用码头预混或者中转预混的方式进行。从不同的传送带之中向煤斗中输送，混煤的比例控制尤为重要，需要在传输带上安装计量装置和称重装置，每个传输带专门设计对不同的煤种进行传输以及中转。在配煤掺烧过程中，将需要掺配的煤种集中到码头区域，按照火电厂锅炉的实际参数，预先配置，在保障比例科学的基础上供给火电厂，可直接投入使用，使配煤掺烧技术的应用流程更加简便，效率较高。配煤掺烧采用预混的方式投入火电厂机组之中进行使用，其主要的掺混方式有三种:第一种是在煤炭资源中转的过程中进行配煤掺烧;第二种是在入炉上煤的过程中配比掺烧;第三种是火电厂在储煤的过程中混合掺烧。

2.3分磨入炉掺烧技术

分磨入炉掺烧技术以磨煤机设备为基础进行技术应用，根据磨煤机和燃烧器的不同规格，分别使用不同的煤种燃烧。煤种在燃烧过程中进行掺混，该技术应用主要针对火电厂四角切圆的燃烧方式具有适用性，效果也比较好。在使用该技术进行配煤掺烧过程中，可确保所有煤种均可以参与到燃烧过程中，减少了煤质变化对锅炉设备产生的影响，使其出现一定程度的波动。此外，如果火电厂的结渣情况比较严重，且在火电机组中安装了直吹式的制粉系统，则可以应用分磨入炉技术进行配煤掺烧。在选择各煤种掺混入炉方式过程中，可以选择以下两种方法中的一种:

第一种入炉方法是采用分层掺混燃烧的方式，在上层区域燃烧其他煤种，在下层区域燃烧结渣程度比较高的煤种，根据上层及下层的温度调整，有效避免结渣问题的产生。

第二种入炉方法是上层区域燃烧容易结渣的煤种，下层区域投入使用其他煤种进行燃烧。该方法相比第一种方法更具有普遍适用性。

分磨入炉掺烧技术应用使用研磨设备混合煤种，其他的研磨则采用正常运转的方式，在锅炉内的各角相互引燃，并相互补充，可以实现科学控制燃烧过程，保障炉内配煤掺烧效果最佳。

2.4 检修技术应用措施

火电厂在使用配煤掺烧技术的过程中，在满足经济效益与效率要求的同时，也需要充分考虑配煤掺烧技术应用对锅炉及火电机组运行所产生的影响，根据煤种的调整情况以及实际应用情况，制订合理的设备机组维护方案以及检修技术，重点识别配煤掺烧技术应用的影响因素，切实保障配煤掺烧应用后的稳定性。首先，锅炉机组管理人员与生产部门沟通后，了解掺煤配比的参数，根据配煤掺煤后的煤质变化情况作为基础，进一步调整以及优化机组的运行方式。如果配煤掺烧后的挥发分比例有所降低，将机组的运行模式更改为集中配风模式，使机组在燃烧运行过程中的风速可以得到一定程度的控制。该技术应用可以使原本的机组磨煤机出口位置的温度良好，可以有效保障机组燃烧性能的稳定。

如果配煤掺烧技术应用后煤质发生一定程度的变化导致锅炉设备的磨损程度有所提高，需要在后期的管理过程中制订科学的检修制度，根据影响因素维护单套的设备，使设备的应用效率有所提升，延长设备的使用寿命。在处于停机状态下时，需要检查锅炉机组的四管防磨，并及时更换相关影响设备机组运行的零件，采取相应的维护措施以及保护措施。使用上述方案，可以保障在配煤掺烧技术应用的同时，切实保障机组不会发生相应的故障，提高设备机组运行的效益。

结论

综上所述，火电厂配煤燃烧技术有效解决了煤炭资源不足的问题，降低了火力发电的用电成本以及用煤成本。为切实保障锅炉燃烧过程中的科学性、安全性，科学的掺煤配比尤为重要，根据掺煤配比的实际情况，对其调整优化，有针对性检修，可以保障锅炉发电系统运行稳定性。使用全供应链动态优化技术进行配煤掺烧设计，可以实现最优化配煤掺烧技术参数。

参考文献:

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[2]李光辉，范蕊，王峰，等.降低循环流化床锅炉结渣风险的准东煤配煤掺烧研究[J].能源与节能，2021(04):112－115+157.