摘要：随着国家经济建设的发展运行，能源消耗日益加剧，在国内的煤炭原料不断消耗的现实情况下，电煤供应形式出现了相对紧张的情况，为了改善这种形式，国内的电厂普遍采用混煤掺烧的方式来维持锅炉燃烧。该文章简要分析目前我国国内常用的煤掺配技术及其优劣的基础上，提出一种广泛应用于电厂燃烧系统的新型混煤掺配方式，并对其具体应用方法做详细分析，旨在为电厂探索最佳的混煤掺配技术，提高电厂的能源利用率及其经济效益提高充分的理论依据。
关键词：电厂锅炉；混煤掺烧；技术 ；应用
燃煤电厂锅炉燃烧排放的硫氧化物(SOx，SO2为主)、氮氧化物(NOx)和粉尘等，对环境造成了很大的危害。如何在电力生产中保持发电机组运行的经济性和环保性，已成为技术人员必须考虑的问题。
锅炉燃烧优化最早以提高锅炉燃烧安全性和经济性为目标，通过燃烧优化来降低锅炉煤耗，提高火电厂发电效率。随着电子信息技术的发展，人工智能技术给电站锅炉燃烧优化注入了新的活力，锅炉燃烧优化技术进入新的快速发展时期。但目前采用的分散控制系统DCS控制调节往往无法完全针对锅炉燃烧的特点控制最佳运行工况，而是运行人员的经验和操作水平在很大程度上决定了机组的运行性能。
1、电厂锅炉混煤掺烧理论分析
1.1混煤的可磨特性
煤炭的可磨特性主要分为难磨煤种和易磨煤种，在煤炭磨制过程中，根据其自身不同的可磨特性，难磨煤种在加工完成后的煤粉较粗，在使用燃烧过程中会造成燃烧时间延长或延烧不彻底等问题，易磨煤种在加工完成后形成的煤粉较细，基木上不存在燃烧不彻底的问题，因此在煤粉燃烧过程中，对于难磨煤种就需要充分考虑到其是否能够燃尽的问题。
1.2混煤的着火特性
物质往往只有在达到自身需要的一定温度条件才可以燃烧放热，因此当媒体在锅炉内进行燃烧时，必须有足够高温度才可以使煤炭受热分解，从而产生能量。煤炭在锅炉中燃烧时，具有决定性因素的主要是活化能、温度、升温率等其他因素。而混煤是由不同的煤种掺配混合而成的，在锅炉内燃烧过程中，会因为煤种不同而产生不同热解特性曲线，并且根据煤质不同，会呈现出不同的曲线高峰。混煤至少是由两种煤炭混合而成的，也有的是由多种煤炭掺杂制成，因此在燃烧时不同煤种会保持自身所需的燃烧温度，这样燃烧温度较低的煤炭会先被点燃，释放热量，其释放的热量在供电厂使用的同时也将锅炉的温度进行了一定程度上的提升，节约了煤炭燃烧的时间，根据相关的实践研究，混煤着火点温度大多数都与其成分中的易着火的煤种着火温度相近。
2、不同煤种混煤燃烧技术的应用
2. 1烟煤掺烧技术应用与问题
由于烟煤较好的燃烧特性，国内大型燃煤电厂一般把烟煤作为设计煤种和校核煤种。当选取烟煤与锅炉原燃用煤种进行掺烧时，由于两种煤种的煤质特性差异并不大，烟煤本身的燃烧特性也不错，通常对锅炉的运行进行微调之后，就能使锅炉的运行安全、稳定。烟煤掺烧时要注意的主要问题是避免两种或几种强结渣性煤种的相互掺烧，这样会导致锅炉结渣、积灰问题加剧，严重影响锅炉安全、稳定运行。
2.2常规性的燃烧优化调整试验
这类优化调整从锅炉系统实际出发，根据不同的燃烧器和燃烧方式，确定需要调试参数，通过常规性的燃烧调整试验，采集当前机组的状态数据，根据机组运行特点及燃烧调整的经验，制定出重要控制参数改进策略，使机组在较优的状态下运行。需要调整的参数主要是炉膛出口含氧量，一次风速、风量，二次风速、风量，给煤量等，不同燃烧设备的特点不同，所选取的参数也不一样。
常规性燃烧调整往往只能针对重要控制参数，给出特定工况点及特定时段的优化策略，缺乏普遍适应性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该方法在解决较少的优化目标时比较有效，对一些未实现DCS控制的老机组也同样适用，而且不需要软件支持，成本较低。但是影响机组运行的因素众多，人工处理的效果十分有限，且往往不能及时响应机组的动态变化。
2.3运行时间过长导致成本增加
在炉前混掺手段欠缺的情况卜，混煤要保证炉前混掺的均匀性，就需要大量的人工劳动力进行操作，此外，输配煤设施也必须保证可以长时间正常运行，不仅加大了劳动强度，也造成了电量的过度消耗。另外对于直吹式制粉系统，煤粉经过磨煤机一次风管直接输送到锅炉内进行燃烧，对于中间储仓式制粉系统，煤粉送入不同或同一粉仓储存，然后再一起送入锅炉内燃烧，这种方式适用于混煤手段尚不健全的电厂，对于可磨性差异较大的煤种掺烧更加适合。
3、混煤燃烧对锅炉运行的影响
在传统的混煤掺烧方式中一直存在着“抢风”、难磨煤种、难燃尽煤种等一系列问题，没有得到妥善的处理，而且能源需求越来越大，不可再生能源的消耗也越来越多，所以而对这些没有实质进展的现实问题，必须有效改进煤炭燃烧过程中的稳定性、经济性、安全性等待解决的问题。
3. 1锅炉热力性能的影响
当混煤的挥发含量高于设计煤种时，需配以较高的一次风率推迟煤粉的着火，确保燃烧器喷口的安全运行，但煤粉着火后的燃烧反应速度较快，燃烧强度也更剧烈，炉膛内火焰中心位置下降，水冷壁吸热增加，炉膛出口烟温降低，造成锅炉过热器欠温等问题。若混煤的挥发分含量大大高于设计煤种，也可以考虑在保证炉膛内燃烧稳定的情况下适当降低空气过量系数，减少锅炉排烟热损失，提高锅炉热效率。
当混煤的水分或灰分含量高于设计煤种时，混煤的发热量就低于设计煤种，同样的负荷下锅炉消耗的燃煤量就增大，燃烧产生的烟气量增加，锅炉对流过热器和对流再热器的出口气温将会升高。与此同时，燃煤量的增大和所产生的烟气量的增大会导致磨煤机、锅炉引风机等一系列锅炉辅机的电耗上升。
3. 2运行可靠性问题
当锅炉燃烧混煤时，煤种的改变会导致煤灰特性的改变，因此锅炉运行时各受热而的结渣、积灰情况也会发生相应的变化。当锅炉的结渣、积灰情况加重时，受热而的传热热阻增加，锅炉的排烟温度升高，导致锅炉效率下降。炉膛的结渣情况加重后，水冷壁吸热量减少，炉膛出口烟温会升高，过热器的吸热量会增大，而后导致过热器减温水量增大或汽温超温。锅炉受热而的结渣、积灰容易引起炉内烟气通道的局部堵塞，会增加烟气通道的阻力，需要更高的引风机出力来保证锅炉的正常运行，增加了厂用电量，降低了锅炉运行的经济性。
4、结语
近些年来，国内电厂为了拓宽锅炉燃煤范围，增强电厂购煤主动权，纷纷开展了混煤燃烧试验，在保证锅炉稳定、安全运行的情况下，混煤燃烧都取得了不错的经济效益。但是目前掺烧煤种的选择，掺烧方案的制定，往往都依靠经验来决定，还需对燃用混煤时锅炉性能的变化、混煤特性评估的成本预测与采购最优化问题做深入的研究，从而选取最合适的混煤掺烧方法，以此提高煤炭的使用效率，达到节能的目的。
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论文作者:王鹏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/10
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