王鈺森　初泰青　馮兆興

【摘 要】我國(guó)褐煤資源儲(chǔ)量豐富，但高揮發(fā)分，高水分，低熱值限制了褐煤在燃煤電廠的大量應(yīng)用，褐煤摻燒技術(shù)解決了褐煤難以大范圍利用的瓶頸，但褐煤摻燒對(duì)整個(gè)電廠設(shè)備及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是個(gè)考驗(yàn)，本文從褐煤摻燒方法對(duì)整個(gè)電廠的設(shè)備及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，為褐煤摻燒提供新的發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】褐煤；摻燒；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；電廠；

Comprehensive assessment analysis of blending lignite with bituminous coal on coal-fired power plants

WANG Yu-sen CHU Tai-qing FENG Zhao-xing

（Shenyang Institute of Engineering，Liaoning Shenyang 110136）

【Abstract】Lignite resource is abundant in our country， but the high volatile， high moisture and low calorific value limit the application of lignite in coal-fired power plants， blending lignite technology solves the bottleneck of using lignite widely， but the technology of blending lignite a trial for the whole coal-fired power plants equipment and the economic operation. In this article， comprehensive assessment analysis and economic operation of blending lignite with bituminous coal on coal-fired power plants， the new development direction for lignite blending.

【Key words】Lignite；Blending burning； Economical Operation；Coal-fired power plants

0 引言

中國(guó)已探明的褐煤保有儲(chǔ)量達(dá)1303億t，占全國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量的13%，中國(guó)的褐煤資源主要分布在內(nèi)蒙古東部、云南東部、東北和華南[1]。常規(guī)來講褐煤主要用于電廠發(fā)電，化工原料、催化劑載體、吸附劑、凈化污水和回收金屬等。儲(chǔ)量巨大的褐煤怎樣合理利用一直是個(gè)探討的熱點(diǎn)，本文針對(duì)褐煤具有的自身屬性對(duì)摻燒燃煤電廠的影響進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析，確定褐煤摻燒對(duì)燃煤電廠的利弊。

1 褐煤特性

褐煤，相對(duì)密度1.2～1.45，煤化程度較低，僅高于泥煤的精煤，褐煤是介于泥炭與瀝青煤之間的褐色或褐黑色、無光澤的低級(jí)煤，剖面上可見木質(zhì)痕跡。含碳量60%～77%，揮發(fā)成分大于40%，含水量介于30%-35%之間，灰分一般低于15%，硫分低于1%，發(fā)熱量較低，一般在3000-4000kcal/kg之間[2]，儲(chǔ)量可觀，但利用難度較大的資源。

2 褐煤摻燒對(duì)機(jī)組的整體影響

褐煤由于含水量高，揮發(fā)分大，在以非褐煤為燃燒源設(shè)計(jì)的鍋爐中摻燒會(huì)對(duì)鍋爐及相關(guān)輔機(jī)的運(yùn)行造成一定程度的影響，控制不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的安全隱患。

2.1 褐煤摻燒對(duì)鍋爐整體效率的影響

褐煤發(fā)熱量較低，水分較大，在鍋爐出力不變時(shí)，需要摻入的褐煤量增大，燃燒過程中產(chǎn)生大量的煙氣量，一次風(fēng)率顯著增加，減溫水用量增加，排煙溫度上升，鍋爐總體效率降低。

以600MW摻燒30%褐煤為例，鍋爐整體效率降低0.79%，單位電煤耗增加2.45g，廠用電率增加0.37%，供電煤耗增加1.15g，增加總供電煤耗3.6g/kWh[3]。

2.2 褐煤摻燒對(duì)鍋爐本體的影響

褐煤摻燒中總?cè)济毫吭黾樱紵鞯某隽κ芟?，在燃燒過程中熱一次風(fēng)量需求增加，一次風(fēng)速將由18-22m/s增加至25-35m/s，燃燒器阻力增加，燃燒效率降低。褐煤摻燒時(shí)，煤粉噴入量增加，造成爐膛燃燒火焰中心上抬，使鍋爐排煙溫度升高，增加排煙熱損失，同時(shí)鍋爐輻射換熱與對(duì)流換熱所占比例有所改變，對(duì)流換熱增加，致使減溫水量增加，影響鍋爐本體的正常經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

褐煤的炭化程度較低的，干燥無灰基的揮發(fā)分一般高于40%，利于著火，但褐煤灰分較大，灰熔點(diǎn)較低，一般在1100-1200℃，這與屏式過熱器的出入口煙氣溫度接近，極易造成燒壞火嘴、屏過區(qū)域結(jié)焦，減溫水量增大及排煙溫度升高[4]，排煙損失增加，機(jī)械不完全燃燒損失增加，鍋爐整體效率降低。

2.3 褐煤摻燒對(duì)制粉系統(tǒng)的影響

褐煤水分較高，在大比例摻燒褐煤中，磨煤機(jī)的干燥出力受到限制，易造成堵磨和堵管現(xiàn)象，為此需要一次風(fēng)機(jī)提供較高的風(fēng)速和較高的風(fēng)壓，但高風(fēng)速，高風(fēng)壓會(huì)造成一次風(fēng)機(jī)進(jìn)入失速區(qū)而失速；相應(yīng)的引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)電耗均升高[5]，

褐煤摻燒對(duì)于直吹式制粉系統(tǒng)，輸送煤粉的一次風(fēng)量增加，導(dǎo)致理論燃燒溫度和爐內(nèi)的溫度水平下降，延遲煤粉氣流的著火時(shí)間，燃燒穩(wěn)定性變差，機(jī)械不完全燃燒損失增加，還可能導(dǎo)致鍋爐熄火等嚴(yán)重事故的發(fā)生。

2.4 褐煤摻燒對(duì)空氣預(yù)熱器的影響

褐煤水分高，硫分高，燃燒后煙氣量大，煙氣中的水蒸汽含量增加，燃料中的高硫分蒸氣，形成硫酸、亞硫酸蒸氣對(duì)空預(yù)器進(jìn)行低溫腐蝕，同時(shí)由于煙氣中的水蒸汽對(duì)SCR催化劑產(chǎn)生污染，影響SCR效率。endprint

在冬季的北方，由于煙氣中含有水蒸氣，空氣預(yù)熱器的低溫受熱面不會(huì)結(jié)露；但在燃燒過程中，當(dāng)空氣預(yù)熱器低溫受熱面壁溫低于煙氣露點(diǎn)時(shí)，便有大量硫酸蒸汽凝結(jié)，從而導(dǎo)致空氣預(yù)熱器發(fā)生低溫腐蝕，甚至造成嚴(yán)重堵灰，此時(shí)需要投入暖風(fēng)器系統(tǒng)，保證送風(fēng)機(jī)入口的溫度在20℃以上[6]。

2.5 褐煤摻燒對(duì)鍋爐安全隱患

由于褐煤揮發(fā)分較高，摻燒褐煤，在制粉系統(tǒng)啟停期間容易發(fā)生制粉系統(tǒng)自然爆炸事故，若磨煤機(jī)入口堵煤時(shí)，不及時(shí)停磨，極易造成磨機(jī)入口管內(nèi)積煤自燃著火，所以若發(fā)生磨入口堵煤，務(wù)必及時(shí)停磨疏通。

摻燒褐煤需嚴(yán)格控制磨機(jī)出口溫度，磨煤機(jī)停運(yùn)時(shí)需盡可能抽空磨煤機(jī)并及時(shí)充惰。在磨煤機(jī)正常運(yùn)行時(shí)若一臺(tái)給煤機(jī)供煤，則需嚴(yán)格控制磨機(jī)出口溫度在正常范圍內(nèi)，防止制粉系統(tǒng)爆燃事故的發(fā)生，保證鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2.6 褐煤摻燒的環(huán)境影響

在褐煤摻燒過程中，可以有效改善SO2的排放，但NOx排放濃度較高，由于褐煤摻入量，增加了煤粉的投入量，促使煤粉機(jī)械不完全燃燒損失增加，排放的粉塵顆粒增加，對(duì)環(huán)境造成部分的不良影響。

3 結(jié)束語

合理地?fù)綗置?，可以確保機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，降低了發(fā)電成本，研究褐煤摻燒技術(shù)對(duì)緩解煤炭供應(yīng)緊張狀況、降低企業(yè)發(fā)電成本、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。

【參考文獻(xiàn)】

[1]吳景興，陳海耿，馬金鳳.200MW機(jī)組鍋爐制粉系統(tǒng)摻混熱爐煙技術(shù)改造可行性研究[J].中國(guó)電力，2006，39（3）：22-25.

[2]王文歡，潘秉超，王愛晨. 燃煤鍋爐摻燒褐煤的經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保特性分析[J].鍋爐技術(shù)，2014，45（2）：67-70.

[3]王毅剛，岳宗洪.貴州煤層氣開采技術(shù)和綜合利用的研究[J].中國(guó)礦業(yè).2010.19（7）：114-116.

[4]王群英，蘇攀，張健，郝功濤，鄧慶德，張琨.660MW機(jī)組鍋爐摻燒褐煤對(duì)煤粉輸送和運(yùn)行成本的影響[J].熱力發(fā)電技術(shù).2015，40（10）：9-14.

[5]楊榮濤.600MW機(jī)組鍋爐大比例褐煤摻燒技術(shù)探討[J].應(yīng)用技術(shù)，2015，29（4）：8-9.

[6]王強(qiáng)，賈海軍，楊俊梅，李輝.300MW機(jī)組鍋爐褐煤摻燒技術(shù)探討[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2010，28（3）：21-23.endprint