浅析电厂锅炉混煤掺烧技术

关 云 关庆泽

（北方联合电力海勃湾发电厂，内蒙古 乌海 016000）

在通常情况下，我国各电厂的燃煤锅炉都是按照设计的特定煤种进行运行的，这样锅炉的炉型、结构、燃烧器和制粉系统也会根据所涉及的煤种不同而选择不同的型号，以满足锅炉投产后的运行。在煤种进行设计，保证锅炉以最适合的煤种进行运行，对运行的稳定性和安全性有很大的影响。但由于能源的短缺，我国的电煤供应呈现紧张的态势，越来越多的电厂在锅炉运行时已无法再运用设计的煤种进行，混煤掺烧技术已成为电厂锅炉燃烧稳定性和经济性的最佳选择。但这种掺配方式对于煤质差异较大的燃料则不适应，对于煤在锅炉燃烧过程中的煤粉细度、飞灰含碳质量、炉渣质量、排烟温度、水流量等都存在着一些问题无法得以妥善解决。所以针对煤质差异较大的燃料，研发出了新的混煤方式即“分麿制粉”，这种方式是特别针对于煤质相差较大的燃料进行设计的，所以在煤粉细度、着火性能和煤种的燃尽性等方面进行了合理的控制。

1 电厂锅炉混煤掺烧理论分析

1.1 混煤的可磨特性。可磨性主要趋向于难磨煤种，二种煤混合时，煤粉的粗细度分布不一样，易磨煤种所形成的煤粉较细，难磨煤种所形成的煤粉则较粗，这样就要充分的在燃烧时考虑难磨煤种的燃尽问题。

1.2 混煤的着火特性。当煤能够在锅炉内进行燃烧时，是需要足够高的温度时即达到煤的着火温度时，则会产生热分解，这是煤在燃烧过程中的初始阶段，在锅炉中对煤的热分解产生影响的主要是活化能、温度和升温率等因素。混煤在燃烧时会由所掺配的煤种的不同产生不同的热解特性曲线，并根据煤质的不同而呈现不同的燃烧曲线高峰。混煤多数由二种或二种以上的煤种混合而成，所以在燃烧时会呈现不同的失重速率高峰，因为在燃烧时不同的煤种会保持着各自的着火温度，所以最先燃烧的必时易着火的煤种，从大量的实践经验中表明，混煤的着点温度多与其组成成分中的易着火煤种的着火温度相近。

1.3 混煤的燃尽特性。两种挥发分差异较大的煤种混合后，在燃烧过程中会出现所谓“抢风”现象，不利于混煤的燃尽。燃烧特性差异较大煤种的混煤在燃烧时对锅炉运行的配风要求也很苛刻，难以同时满足两种煤的燃烧需要。鉴于混煤的可磨特性和抢风现象，混煤的燃尽特性接近于难燃尽煤种。

2 传统“炉前掺配、炉内混烧”方式的技术特性。传统的混煤掺烧方式是指燃料在进入锅炉前通过一定的手段进行混合，混合均匀后在磨煤要中磨制成粉后才能送进炉内燃烧。这种传统的混煤掺烧方式对于可磨性相近，同时电厂具有较大的存贮场地和掺瀑煤场，这样可以在混煤进入炉堂前进行完全的混配，这种方式对于煤粉的着火性和燃烧的稳定性及混煤的抢风现象具有极其重要的作用。

（1）在混煤中，对于煤质差异较大的煤，在磨煤机磨的过程中，易磨的煤和难磨的煤在磨煤机中磨的程度不同，存在着“过磨”和“欠磨”的问题，这样煤粉的细度和均匀度则都很难达到一致性，所以飞灰含碳质量分数和炉渣含碳质量分数都较高。（2）对于煤质波动较大的混煤，需要在混配设备及管理上进行严格要求。如果劣质煤过多，则不仅会导致掺混手段欠缺、掺混不均匀，同时还会导致锅炉局部灭火或是结焦等情况发生。如果在极端情况下掺入优质煤时，如果控制不好比例和参数，则可能导致制粉系统发生爆炸或是风管烧损。（3）对于炉前掺混手段欠缺的情况，如果想保证炉前掺浊的均匀性，则需要较大的劳动强度，输配煤设备需要长时间的运行，对电量的消耗量增加。

3 新型“分磨制粉”方式的技术研究与实践

由于传统的混煤掺烧方式一直存在“抢风”、难磨煤种和难燃尽煤种等问题没有得到根本性的解决，所以为了有效改进燃烧的稳定性、经济性和安全性等问题，研制出了“分磨制粉”的混煤掺烧方式。此种方式有效的解决了传统方式对燃烧性能影响的问题，取得了很好的效果，所以得以进一步的推广和应用。“分磨制粉”掺配方式是指不同磨煤机磨制不同种类的原煤，对直吹式制粉系统，煤粉经各磨煤机一次风管直接输送入炉内燃烧；对中间储仓式制粉系统，煤粉送入不同或同一粉仓储存，再送入炉内燃烧。该方法适用于混煤手段欠缺的火电厂，尤其适用于可磨性差异较大的煤种掺烧。

3.1 “分磨制粉、炉内掺烧”方式及应用

3.1.1 在直吹式制粉系统锅炉的应用。对直吹式制粉系统的锅炉，分磨制粉、炉内掺烧方式就是不同磨煤机磨制不同种类的原煤，煤粉经各磨煤机一次风管直接输送进入炉内燃烧，煤粉在炉内进行掺烧。采用“分磨制粉、炉内掺烧”方式，较好地解决了燃烧的稳定性和经济性。

3.1.2 在仓储式制粉系统的应用。对仓储式制粉系统锅炉，“分磨制粉、炉内掺烧”是指磨煤机磨制各自选定的煤种，成粉进入各自的粉仓；煤粉由不同的粉仓输送到不同的燃烧器喷口；煤粉的混合在炉内燃烧过程中完成。这种混合方式可根据锅炉的不同温度区域送入合适的煤种，以改善锅炉的燃烧环境。

3.2 仓储式制粉系统锅炉的“分磨制粉、仓内掺混、炉内混烧”。当具备一定条件时，中储式制粉系统磨煤机磨制各自选定的煤种，不同的煤粉输入同一个煤粉仓，即煤粉的混合在煤粉仓内完成，各燃烧器燃用的是同样的混煤。这种混合方式保留了混煤着火特性接近于易着火煤种的优点，同时由于分磨制粉可保证磨细难燃尽煤种，克服了混煤燃尽特性接近于难燃尽煤种的缺点。

结语

随着电厂的快速发展，燃煤锅炉作为电厂重要的生产设备之一，对其煤质技术的应用的具有十分重要的意义。目前我国存在着面临着严重的电煤紧张局面，所以在对混煤使用过程中需要根据混煤的可磨性、燃烧特性、输配煤设备、锅炉燃烧系统等选取合适的混煤掺烧方法。目前我国对于混煤掺烧方法主要有“炉前掺配、炉内混烧”、“分磨制粉、炉内掺烧”等二种方法，后一种又可分为“分磨制粉、分仓储存、炉内掺烧”和“分磨制粉、仓内掺混、炉内混烧”，每种方法都适应不同的煤种，目的都是为了达到混煤的均匀性、燃烧的稳定性。从而提高混煤的燃烧效率，达到节能高效的目标。

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[2]钟德惠，丘纪华.可磨性对混煤燃烧特性的影响[J].电站系统工程，2003，19（2）:13-14.