■李飛谷 吳家文 廖幫貴 朱峰波 柳勇
(畢節(jié)市煤礦勘測設計院 貴州畢節(jié) 551700)
如何在發(fā)電中實現(xiàn)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(jié)市煤礦勘測設計院 貴州畢節(jié) 551700)
低熱值煤一般指煤泥、煤矸石和泥中碳等,這些工業(yè)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(huán)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(fā)電中的綜合應用無疑是最具前景的,本文結(jié)合循環(huán)硫化床燃燒技術(shù),實現(xiàn)煤矸石的在發(fā)電中的綜合利用。
低熱值煤煤矸石循環(huán)硫化床燃燒技術(shù)火電站供暖體系
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(huán)流化床鍋爐內(nèi)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(huán)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(wěn)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(xù)的燃燒,而且基于環(huán)境的需求,循環(huán)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(huán)保的要求,這些技術(shù)上的優(yōu)點對于低熱值煤的利用是明顯的,國內(nèi)的很多火力發(fā)電廠都加大了循環(huán)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(yè)的經(jīng)濟效益。
首先是技術(shù)優(yōu)勢,我國粗放式經(jīng)濟增長模式給我國環(huán)境造成了非常大的危害,基于我國的上下游產(chǎn)業(yè)政策和宏觀能源政策的角度出發(fā),國家能源局頒布了相關(guān)的規(guī)定,明確了低熱值煤在發(fā)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(fā)電領(lǐng)域的潛在問題主要變現(xiàn)在,常規(guī)的摻燒低熱值煤在循環(huán)流化床鍋爐應用于發(fā)電領(lǐng)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(yōu)質(zhì)煤,這在一定程度上削弱了其經(jīng)濟性,但是過度的摻入低熱值煤又會產(chǎn)生一系列的問題,首先會增大循環(huán)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。
3.1 外置床的設計
首先從設計的經(jīng)濟效益來看,國內(nèi)的循環(huán)流化床鍋爐大多數(shù)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(diào)節(jié)內(nèi)部氣溫和床溫的調(diào)節(jié)范圍。我國早期的外置床技術(shù)是國外引進來的,該技術(shù)的閥體和爆管問題頻發(fā),我國國產(chǎn)外置技術(shù)已經(jīng)相當?shù)某墒炜煽?。而別是江西省我國首臺210MW和330MW循環(huán)流化床鍋爐的投入使用,表現(xiàn)了其在外置床技術(shù)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(xiàn)象的發(fā)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(nèi)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(nèi)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(xiàn)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(huán)流化床鍋爐安全穩(wěn)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(qū)域氧控制
隨著循環(huán)流化床鍋爐的容積的不斷擴大,內(nèi)部的面積也隨之增加,導致了中心區(qū)域的氧氣控制遇到了障礙,二次風噴口無法達到循環(huán)流化床鍋爐的中心區(qū)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(qū)域的氧控制是技術(shù)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(xiàn)對于中心區(qū)域的氧氣控制。
由于煤矸石等低熱值煤的含碳量較少,因此引入了循環(huán)流化床鍋爐來保證低熱值煤的充分燃燒,并用于發(fā)電,這個能量轉(zhuǎn)換的過程中實際上存在著大量的熱量消耗,特別是循環(huán)流化床鍋爐的凝汽器的熱量損失嚴重,如果能夠利用循環(huán)冷卻水的余熱用于區(qū)域供暖的話能夠?qū)τ诘蜔嶂得旱臒崃康玫礁映浞值睦谩榇宋覀兘梃b了很多國外的先進技術(shù),特別是對于循環(huán)流化床鍋爐的循環(huán)水系統(tǒng)的改造,對于低熱值煤發(fā)電使用的循環(huán)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(fā)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(zhuǎn)換過程中損失的熱量能夠保證供暖系統(tǒng)的能量要求,在循環(huán)流化床鍋爐中引入的供暖系統(tǒng)的供暖循環(huán)水出水口的溫度經(jīng)過測試基本達到供暖的要求,并且整個系統(tǒng)的設計并不影響低熱值煤發(fā)展的流程。驗證了煤矸石等低熱值煤利用循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)用于發(fā)電是可行的,而且引入供暖系統(tǒng)也是可行的。
通過對地熱煤發(fā)電的綜合應用,以及使用循環(huán)流化床鍋爐對地熱煤的發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)分析,我們確定了低熱煤被應用發(fā)電的技術(shù)可行性,鑒于我國數(shù)量龐大的低熱值煤,大力開展低熱值煤發(fā)電是完全可行的。
本文就低熱值煤應用于發(fā)電做出了詳細的闡述,對于循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)和低熱值煤用于發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)進行的探討,分析了低熱值煤大力的發(fā)展的可行性,并且對于大力發(fā)展低熱值煤發(fā)電技術(shù)過程中產(chǎn)生的余溫問題做出了簡要的概述,對于我國低熱值煤在發(fā)電中的綜合應用有一定的參考意義。
畢節(jié)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。