技术优化实现煤泥大比例掺烧

束金根

淮南矿业集团电力有限责任公司 安徽 淮南 232033

0 引言

煤泥是煤洗选过程中的一种排放物，其中所含的颗粒很细，通常都在0.5mm以下。煤泥具有高水分（含水量在25%~40%之间），高粘性，高灰分（一般在40%~70%之间）的特性，是煤炭企业环境污染的主要来源之一。随着煤泥输送系统技术的发展成熟，循环流化床锅炉掺烧煤泥发电将是循环流化床锅炉资源综合利用的一个重要内容。利用煤泥作为发电燃料，将进一步提高煤炭企业的资源综合利用能力，将以前的环境污染物转化为洁净电能；同时极大地降低燃料成本，进一步提高发电企业的经济效益。

1 实施背景

1.1 满足矿区环境保护及可持续发展的需要

淮南矿区作为全国六大煤电基地之一，一直以来煤炭洗选产生的煤泥给矿区带来了巨大的环境污染的压力。

1.2 满足矿区资源综合利用的需要

将热值较低、不宜长距离运输外销的煤泥在煤矿坑口就地用于发电，转换为清洁能源，是一种大规模提高煤矿资源利用率、实现资源合理利用的重要方式，具有明显的综合利用效益。

1.3 企业提升效益长远发展的需要

截止9月份2014年安徽省累计发电设备平均利用小时数仅为3563小时，电力生产企业生产成本较去年有所增加。而经过测算，淮南矿区煤泥与混煤的标煤单价差约为100~200元/吨，大量掺烧煤泥为降低燃料成本提供了巨大的效益空间。

2 基本情况介绍

淮南矿业集团电力有限责任公司潘三电厂位于淮南市潘集区，是淮南矿业集团在国家率先推行煤电一体化体制创新模式背景下建设的首座全资电厂，总装机容量2*135MW，2008年投入商业运行。该厂锅炉为东方锅炉厂生产的DG440／13.8-II8型单汽包、自然循环、循环流化床锅炉。

淮南矿业集团潘三煤矿可采储量约6亿吨，年采煤量500万吨，年煤泥洗出量40万吨。潘三电厂与煤矿、选煤厂位于同一工业广场，潘三煤矿开采出的煤炭通过输煤栈桥输送至电厂煤棚，选煤厂煤泥堆放场与电厂仅一墙之隔。

3 煤泥掺烧的优化措施

3.1 煤泥掺烧方案选型

基于环境保护、资源综合利用及降本增效等方面的考虑，结合现有外部条件，淮南矿业集团电力有限责任公司决定对潘三电厂进行增加煤泥燃烧系统改造。通过对行业内同类型机组煤泥掺烧情况的调研，初步选定了三种备选方案。

（1）煤泥烘干技术。这种方式主要通过将煤泥烘干后与原煤混合，通过输煤系统进入锅炉燃烧。目前，在煤炭行业常用的干燥设备为滚筒干燥机。

特点是：单机处理能力大，设备简单，操作方便，热效率高，干燥时间短，占地面积少。烘干后的燃料由于温度较高易形成水汽，导致炉前煤仓易棚煤；采用电烘干的设备能耗较高；烘干温度控制不合理会导致部分挥发分析出；烘干车间排出的废汽中粉尘含量偏高；掺烧量相对较小。

（2）锅炉中部给料技术。这种方式主要是通过将液压泵将煤泥增压，然后通过管道和特制的煤泥喷枪，使煤泥以近似于雾化的状态进入炉膛燃烧。

特别是：能够实现煤泥的远距离输送；煤泥燃烧均匀充分。对煤泥的纯洁度要求高，不能有杂物和颗粒；系统装置价格昂贵，进口配件不易及时供应；煤泥喷枪磨损量大。

（3）锅炉顶部给料技术。这种方式也是通过液压泵将煤泥增压，然后由管道将煤泥输送至锅炉炉顶，通过给料机类似于“挤牙膏”将煤泥送入炉膛。

特点是：输送流量大，输送距离远；输送量可远程控制；输送过程全封闭，环境污染小；设备国产化，维护成本低。对入炉煤泥水分控制要求较高；初投资较高；煤泥进入炉膛后的燃烧充分性较中部给料方式低。

通过以上技术方案的分析对比及经济性的认真比较，结合同类型电厂煤泥掺烧实际运行状况，确定锅炉顶部给料技术作为最终的改造实施方案。

3.2 设计优化

在确定煤泥掺烧改造的合作单位后，淮矿电力公司要求工程总包单位结合其他电厂应用的实际情况，总结经验，对其报送的技术方案进一步优化调整。最终该方案进行了以下几项设计优化（见表1）。

3.3 施工优化

为进一步提高煤泥运行的安全稳定性，在煤泥掺烧改造工程实施期间，潘三电厂结合现场的实际情况，开展了以下优化工作（见表2）。

3.4 运行优化

煤泥掺烧投入运行后，潘三电厂通过反复调试，不断摸索，总结出一套煤泥掺烧的运行调整手段，确保了锅炉设备的稳定运行。主要措施如下：

煤泥系统投运时，及时减煤及调整风量保证氧量在正常范围内运行；根据主蒸汽压力变化情况对给煤量进行调整确保机前压力在正常运行范围内；锅炉压力升高较快时，立即降低锅炉给煤量或者停止煤泥泵送系统；根据排烟温度变化情况及时对尾部烟道进行吹灰；对运行参数控制，煤泥泵送量、给煤量、一次风量、风水风室压力联调联动；二次风量调整遵循缓慢多次的原则；锅炉返料系统、炉膛温度、床层流化等出现异常时，立即停止煤泥运行系统。

表1 设计优化措施

表2 施工优化措施

表3 技改优化措施

3.5 技改优化

随着煤泥掺烧应用时间的推移，该系统在使用过程中逐渐暴露出一些不能够满足组长周期大比例掺烧煤泥的短板，为此，潘三电厂采取了以下的改造措施（见表3）。

4 取得的成果

目前，潘三电厂已完全实现了选煤厂出产煤泥的综合利用。煤泥稳定掺烧比例可达50%，最高单日单台锅炉掺烧煤泥1014吨，掺烧比达64%。

5 总结

随着国家节能减排工作的不断深入推进，高能耗的火电企业的发展空间正逐步被压缩。作为资源综合利用机组，扬长避短，深入推进发展循环经济是必由之路。通过在实施煤泥掺烧战略过程中各个环节的精细掌控、积极调整，潘三电厂煤泥掺烧工作取得了巨大的成功，实现了循环流化床锅炉由过去的掺烧煤矸石为主到掺烧煤泥为主的转变，是对贯彻“本质安全、绿色环保、经济高效、和谐发展”的发展理念的有益实践。下一步，潘三电厂将继续在煤泥掺烧的安全性及经济性方面积极探索，为建设具有引领和示范作用的标杆电厂而努力。

［1］林森等.大型循环流化床锅炉大比例长周期掺烧煤泥实践［J］.应用能源技术，2014，（5）：25-29.

［2］武卫红等.掺烧煤泥在循环流化床锅炉中应用［J］.锅炉制造，2008，（4）：9-10.

［3］代朝辉等.60%煤泥掺烧技术在大型CFB锅炉上的应用［J］.热电技术，2007，（2）：14-18.